第3节 热机的效率-【木牍中考】2025-2026学年新教材九年级全一册物理同步教学优质课件（人教版2024）

14.3 热机的效率 ※ 建议使用WPS2019以上版本打开 木牍中考-教学设计中心 制作 物理 RJ 九年级上册 目 录 导入新课 01 讲授新课 02 习题解析 03 课堂小结 04 热机工作时需要消耗煤、汽油、柴油等燃料，对外做功的目的是将燃料中的化学能转化为机械能。热机中燃料燃烧释放的热量能被完全利用吗？ 汽车的尾气是黑色的，说明汽油在气缸内未完全燃烧。 导入新课 燃料的热值 人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用能量的很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。 讲授新课 燃料的热值 想想议议 燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。 讲授新课 燃料的热值 热值 定义： 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。 燃料燃烧生成的物质均为二氧化碳、水蒸气等不可燃物。 符号：q 国际单位：焦每千克（J/kg） 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 讲授新课 燃料的热值 与热值有关的计算 热值的定义式 q ：燃料的热值 Q：燃料完全燃烧释放的热量 m：燃料的质量 变形式：Q=mq 讲授新课 燃料的热值 与热值有关的计算 根据燃料的热值，我们就能计算出燃料完全燃烧放出的热量。例如，从表中可以查到汽油的热值为4.6×107J/kg，所以如果给汽车加30kg汽油，完全燃烧放出的热量为： 如果完全燃烧同样质量的柴油，能放出多少热量？ 讲授新课 燃料的热值 与热值有关的计算 小资料 一些燃料的热值 燃料 热值 燃料 热值 干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg 烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg 无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg 焦炭 3.0×107J/kg 氢气 1.4×107J/kg 木炭 3.4×107J/kg 焦炉煤气 约1.7×107J/m3 酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3 对某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下1m3燃料完全放出的热量，单位是焦每立方米，符号是J/m3 讲授新课 燃料的热值 与热值有关的计算 对气体燃料而言，其热值也可以采用在标准状态下某种气体燃料完全燃烧放出的热量与所用该种气体燃料的体积之比。 单位：J/m3 天然气的热值为3.3×107 ~ 4.5×107 J/m3 公式： q ：气体燃料的热值 Q：气体完全燃烧释放的热量 V：气体的体积 讲授新课 燃料的热值 与热值有关的计算 例 30kg柴油完全燃烧会放出多少热量呢？ 解：据题意得 柴油的质量m=30kg，柴油的热值q柴油=4.3×107J/kg Q放 = mq柴油 =30kg×4.3×107J/kg=1.29×109J 答：30kg柴油完全燃烧放出1.29×109J 热量。 讲授新课 热机的效率 燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要少，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。 被水吸收的热量为有效利用的热量 高温的烟气带走了一部分热量 还有一部分热量直接散失掉了 燃料燃烧的能量流动 讲授新课 热机的效率 燃料燃烧的能量流动 锅炉的燃料利用率比较低，因此在节约能源上有很大的改造潜力。 对于取暖用的小型锅炉，如果把煤磨成煤粉或煤粒，以加大煤与氧气接触面积，再把空气吹进炉膛，就会比煤块燃烧得更充分，从而提高燃料的利用率。 讲授新课 热机的效率 燃料燃烧的能量流动 对于热机而言，燃料燃烧释放的热量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。 无用的机械能 损失的内能 讲授新课 热机的效率 热机效率 定义： 用来做有用功的这部分热量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率。 公式： η ： 热机效率 W有用 ：做有用功的热量 Q放：燃料完全燃烧放出的热量 讲授新课 热机的效率 热机效率 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 热机的效率是热机性能的重要指标。在做功同样多的情况下，效率高的热机消耗的燃料少，从而节约能源、减少污染。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减小各种能量损失，提高效率。 讲授新课 热机的效率 提高热机效率的方式 大型发电机常常由蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。 设法利用废气的能量 什么是热电厂 讲授新课 热机的效率 提高热机效率的方式 减小摩擦 选用优良的润滑材料减小摩擦 讲授新课 热机的效率 提高热机效率的方式 改进热机的制造工艺 燃气机用‌磁悬浮轴承+高速转子‌，省去润滑系统和传动支撑结构 讲授新课 热机的效率 科学 技术 社会 环境 从火车到火箭 发动机的发展史 讲授新课 热机的效率 科学 技术 社会 环境 从火车到火箭 早期的飞机是由内燃机提供动力的。从20世纪40年代开始，飞机上越来越多地使用空气喷气发动机，它需要用大气中的氧气来助燃，向后喷出高速气体，从而获得前进的动力。火箭上使用的喷气发动机自带燃料和氧化剂，工作时不需要空气，可以在大气层外工作。 “中国航天之父”钱学森的带领下，一代代中国航天人不断发展火箭技术，将人造卫星、宇宙飞船、空间站的送入太空，使我国成为航天强国。 讲授新课 1．下列关于燃料的热值说法正确的是（　　） A．燃料燃烧越充分，其热值越大 B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少 C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小 D．焦炭的热值是3.0×107J/kg，完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量 D 习题解析 2．关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A.在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多； B.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高； C.热机的效率越高说明做功越快； D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 B 习题解析 3．一辆发动机功率为23kW的小汽车，在水平路面上匀速行驶72km用时1h，消耗了6kg汽油，则6kg汽油完全燃烧所放出的热量为 J，该汽车发动机的效率是 。（汽油的热值为4.6×107J/kg） 2.76×108 30% 习题解析 燃料的热值 燃料燃烧的能量流动 热机的效率 热机效率 提高热机效率的方式 定义 简单计算 公式 常见物质热值 热机效率的定义及公式 课堂小结 Lavf58.46.101 Lavf58.29.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.7.45 $$