14.3 热机的效率（一）【精品课】2025-2026学年新教材九年级物理全一册精品课件（人教版）

热机的效率 第十四章 内能的利用 第3节 2025年“精品课”系列 复习： 1.什么样的机械叫热机？ 2.汽油机和柴油机的共同特点有哪些？ 3.用于做功的内能从何而来？ 思考：它们工作都需要什么？ 人类从燃料的燃烧中获取内能 气体燃料 液体燃料 固体燃料 天然气 汽油、煤油、柴油、液化气、酒精 木材、煤炭 能量转化：化学能转化为内能 燃料的分类 想一想：为什么现在很少看到有人用燃烧干木柴的方式做饭？ 想一想：用质量相同的木材、煤、液化石油气烧开水，结果是一样的吗？ 1kg木材 1kg煤 1kg液化石油气 分别用来烧水 烧开一壶水 烧开两壶水 烧开六壶水 燃料燃烧放出的热量和 有关 不同的燃料燃烧时 不同 放热能力 燃料的种类 想想议议 燃料燃烧时放出的热量还与哪些因素有关？ 燃料的种类 燃烧情况 燃料的质量 想想议议 燃料燃烧时放出的热量与哪些因素有关？ 猜想：...... 想想议议 燃料燃烧时放出的热量与 有关。 燃料的质量、种类、燃烧情况 你能比较酒精和煤油谁燃烧时的放热能力强吗？ 如何比较？ 3㎏的酒精完全燃烧放出的热量是9×107J 2㎏的煤油完全燃烧放出的热量是9.2×107J 比值法 燃料的热值 q 热值在数值上等于1千克某种燃料完全燃烧放出的热量。 想一想 怎样表示燃料的这种性质呢？ ①定义：把某种燃料完全燃烧 与其 之比，叫做这种燃料的 。用字母 表示。 燃料的热值 q 放出的热量 质量 热值 q ②公式 固、液体燃料 Q：表示放出的热量，单位是焦，符号为 J m：表示固、液体燃料的质量，单位是千克，符号为kg V： 表示气体燃料的体积，单位是米3 ，符号为m3 q：表示热值。固、液体燃料单位是焦/千克，符号为 J/kg 气体燃料单位使用焦/米3 ，符号为J/ m3 对于气体燃料 燃料的热值 q q 热值 热值 q ③物理量及其单位 Q Q 固、液体燃料 气体燃料 一些燃料的热值表（单位：J/kg） 1、不同物质的热值一般相同，有没有不同物质的热值相同的？ 2、哪种物质的热值最大 ？它是多少？表示的物理意义是什么？ 思考： 热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 燃料热值的高低是衡量燃料优劣的重要标准 一些燃料的热值表（单位：J/kg） 思考：天然气用掉一部分之后，剩余天然气热值 （填“变大”、“变小”或“不变”） 热值是燃料的一种特性，其大小 有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 只与燃料的种类 不变 为什么发射火箭要用氢做燃料？ 想一想 液态氢气储罐 长征五号运载火箭，采用液氢液氧发动机 为什么发射火箭要用氢做燃料？ 想一想 ①计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？（氢气热值1.4×108J/kg ） ②若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？（干木柴热值1.2×107J/kg） Q氢放 =q氢m氢 = 1.4×108J/kg×10×103 kg = 1.4×1012J 　大约需要120吨的干木柴。 m木 发射卫星的火箭采用液态氢作为火箭的燃料，原因是液态氢具有 ，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。 较大的热值 利用家用天然气灶，把质量为1㎏的水，从室温25℃加热至100℃，加热前，天然气表示数为710.870m³，当温度达到100℃时停止加热，天然气表示数为710.884m³。（天然气的热值是3.8×107J/m³） （2）这些天然气完全燃烧放出的热量是多少J? 这些热量被水全部吸收了吗？ 问题：（1）此过程消耗多少煤气？ （3）水吸收的热量为多少？ 探究思考 （4）没有被水吸收的那部分能量去哪里了？ V=0.014m³ Q放=5.32×105J Q吸=3.15×105J 一.煤气不可能全部燃烧； 想一想 烧水时，水为什么不能吸收煤气燃烧放出的全部热量？ 二.高温的烟气带走了一部分热量； 三.煤气灶散热也会消耗一部分热量； 在实际使用中，燃料燃烧释放出的热量比计算出的热量小，而有效利用的热量又比释放出来的热量小。 四.一部分热量直接散失掉 C 　　1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) 　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 　　B．燃料没燃烧时就没有热值 　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 　　D．容易燃烧的燃料热值一定大 练一练 　　2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 练一练 　　Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J 　　m = Q c(t -t0) 8.4×106 J 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃) 　　 = 　　 = 40 kg 1.（2024•连云港）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 课后作业 2.（2024秋•重庆校级月考）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，只有废气带走的能量 B 课后作业 3.（2024秋•金水区校级期中）关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　） A．热机做功越快效率越高 B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值 C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D．热机消耗燃料越少，效率越高 C 课后作业 4. （2025•沂源县二模）如图所示是一款新型无人驾驶汽车，该款车在一段平直公路上匀速行驶36km的过程中受到的平均阻力为1.5×103N，消耗汽油4kg。该汽车的汽油机获得动力的冲程是______冲程，汽油完全燃烧放出的热量为_______J，发动机的热机效率为_____（汽油的热值q=4.5×107J/kg）。 做功 1.8×108 30% 课后作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.拓展性作业：请同学们利用家中的煤气表和温度计自己测量一下煤气灶烧水的效率。 测量煤气灶烧水效率的实验步骤如下‌： ‌准备材料‌：煤气表、温度计、1kg的水、煤气灶。 ‌记录初始数据‌：记录水的初始温度（例如20℃）。 ‌加热过程‌：使用煤气灶将1kg的水从初始温度加热到目标温度（例如60℃）。 ‌记录消耗的煤气量‌：使用煤气表记录消耗的煤气量（例如0.01m³）。 ‌计算水吸收的热量‌：使用公式 Q吸 = cm(t - t0)其中c为水的比热容为4.2×10³J/(kg•℃)，m是水的质量1kg，t是最终温度60℃，t0是初始温度20℃。 计算得出水吸收的热量为 1.68×10⁵J。‌ 思路指导 课后作业 计算煤气完全燃烧放出的热量‌： 使用公式Q放=Vq，其中V是煤气的体积0.01m³，q是煤气的热值4.0×10⁷J/m³。计算得出煤气完全燃烧放出的热量为4.0×10⁵J。 计算效率‌：使用公式η= Q放／Q吸×100%，计算得出煤气灶烧水的效率为42%‌ ‌注意事项‌： 确保在实验过程中安全使用煤气灶和温度计。 记录数据时要准确无误，避免误差。 理解每个公式和步骤的物理意义，确保实验的科学性。 （操作时要注意安全！） 课后作业 第3节 热机的效率 谢谢观看 2023年“精品课”系列 $$