2.2 热机效率 课件-2025-2026学年物理教科版（2024）九年级上册

第2节 热机效率 第二章 改变世界的热机 教科版（2024）九年级上册同步备课 在人类历史上，发现内能可以做功并制造出热机，是一件了不起的大事情。可以说，工业化社会的出现与发展，在科学技术上有赖于热机的发明及改进。 新知引入 1.知道热机效率的含义、了解热机能量的损失； 2.认识各种各样的热机； 3.了解火箭发动机的原理和中国火箭的发展史。 学习目标 知识点一：热机效率 讨论交流： 热机里的能量转化 在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了？ 新知学习 燃料释放的热量（100%） 废气（33%~35%） 冷却水（30%~32%） 摩擦与辐射（7%~9%） 输出有用功（24%~30%） 发动机风扇（10%） 变速齿轮（10%） 轴（4%） 克服车轮阻力（17%） 克服空气阻力（42%） 克服爬坡阻力（17%） 汽车内燃机的能量流向 新知学习 我们把热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机的效率。 公式： 用来描述热机的性能，是热机性能的重要指标。由于热机在工作过程中总有能量损失，热机的效率总小于1。 新知学习 一些热机的效率 蒸汽机 6%~15% 燃汽轮机 50%~60% 蒸汽轮机 25%~30% 汽油机 20%~30% 柴油机 30%~45% 喷气发动机 50%~60% 如何提高热机的效率？ 新知学习 提高热机效率的途径： （1）使燃料充分燃烧。 （2）尽量减少各种热损失。 （3）在热机的设计和制造上，采用先进的技术。 （4）使用热机时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 新知学习 知识点二：改变世界的热机 18世纪中后期，蒸汽机的应用，实现了纺织工业机械化 从18世纪60年代开始，蒸汽机在纺织、采矿、冶炼和交通运输等方面得到了广泛的应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史。 18世纪末，蒸汽机广泛 应用在采矿业上 机械化工业如雨后春笋，使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”，极大地推动了人类第一次工业革命。 新知学习 用蒸汽轮机发电的火电站 几百年来，为了提高热机效率，科学家、工程师们以极大的热情去探索、创新，技术日趋先进，应用更加广泛。今天，各种火电站和热电站里，蒸汽机正在将煤炭、天然气和石油转化为电能。 新知学习 以热机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把整个世界连接在一起。热机，从根本上改变着我们的世界。 以热机为基础的各种交通工具正在将地球变成“地球村” 新知学习 知识点三：飞向太空 万户所用的火箭是在竹筒（或纸筒）内装上火药，然后点燃火药，火药燃烧后产生的气体膨胀，从竹筒的尾端向后高速喷出，推动箭筒向前飞行。这和现代火箭发动机的原理是一样的。 新知学习 现代火箭发动机：火药燃烧后产生的气体体积膨胀，从尾端向后高速喷出，推动火箭向前飞行。 新知学习 我国不仅是火箭的发源地，还是一个航天大国我国大的长征系列运载火箭，有着极佳的性能。 我国的“长征”系列部分运载火箭 新知学习 常用的火箭是多级火箭。如图所示是一枚三级火箭运行过程。三级火箭的第一级在燃料用完以后就自动脱落，以减小质量；随后第二级点火发动，燃料用完后也将自动脱落，再点燃第三级。 新知学习 利用火箭，人类不仅可以发射人造卫星，还成功地发射了载人的宇宙飞船。2003年10月15日，神舟五号载人飞船用长征二号 F 运载火箭发射成功，将航天员送上太空，实现了中国人的飞天之梦。2012 年 6 月 18日，神舟九号飞船再次升空，与天宫一号交会对接成功，将三位航天员送入天宫一号实验舱。2021年6月至2023年5月，长征二号F运载火箭托举神舟飞船，先后将五批航天员送上中国空间站。中国，已跨入“太空文明”新时代。 新知学习 1.热机效率： 2.提高热机效率的途径： ①使燃料充分燃烧； ②尽量减少各种热量损失； ③在热机的设计和制造上采用先进的技术； ④注意保养，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 3.改变世界的热机：蒸汽机、汽油机、柴油机等 4.飞向太空：火箭发动机 热机效率 课堂小结 1.下列说法不正确的是（ ） A. 热机是通过燃料的燃烧来做功的 B. 燃料燃烧放出的能量并不能全部用来做有用功 C.热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率 D. 热机效率可以大于1 D 当堂检测 2. 下列关于热机效率的说法正确的是(　　) A．热机的功率越大，效率越高 B．热机消耗的燃料越少，效率越高 C．燃料的热值越大，效率越高 D．完成相同的有用功，所用的同种燃料越少，效率越高 D 当堂检测 3. 某内燃机的能量流向图如图所示。这台内燃机的效率为(　 　) A．7% B．28% C．31% D．34% D 当堂检测 4. 国产新能源汽车中，有一种插电式混合动力汽车，同时使用电 动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43% ，且使用各种燃料 时，其效率均高于同等燃油汽车。分析该种新能源汽车，不属于 提升其热机效率的方法是 ( ) A A. 尽量使用热值大的燃料 B. 优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C. 使用黏度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D. 车型设计中，空调压缩机、发电机都没有存在的必要，直接去 掉进而减重 当堂检测 $$