14.3热机效率课件2025-2026学年人教版物理九年级上学期

第十四章 内能的利用 第3节热机的效率 学习目标 1.知道燃料热值概念、单位和物理意义。 2.会用热值的计算公式进行简单的计算 3.知道燃烧过程中能的转化，会计算热机效率 相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量相同吗? 燃烧质量相等的不同燃料，放出的热量通常是不同的 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 一、燃料的热值 一、燃料的热值 1.热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 2.意义：热值在数值上等于1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 9汽油=4.6×107J/kg 表 示 ： 3.符号：q 4.单位：固体燃料(焦每千克，J/kg) ; 气体燃料(焦每立方米，J/m³) 干木柴 约1.2×10'Jkg 柴油 4.3×10’Jkg 烟煤 约2.9×10'Jkg 煤油 4.6×10'Jkg 无烟煤 约3.4×10 Jkg 汽油 4.6×10J/kg 焦炭 3.0×10’Jkg 氢 1.4×10⁸Jkg 木炭 3.4×10’Jkg 煤气 约3.9×10’J/m³ 酒精 3.0×107Jkg 沼气 约1 .9×10⁷J/m³ 活 动 ：请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃 料的质量、体积、是否完全燃烧等无关。 一、燃料的热值 燃料 热值 燃料 热值 一、燃料的热值 燃烧燃料放热的计算： Q=qm 固、液体燃料 Q: 热量，单位： J q: 热值，单位：J/kg m: 质量，单位： kg Q=qV 气体燃料 Q: 热量，单位： J q: 热值，单位： Vm 体积，单位：m³ 一、燃料的热值 例1氢的热值是1.4×108J/kg, 干木柴的热值是1.2×107J/kg, 3kg 的氢完全燃烧放出的热量是多少?与多少千克的干木柴完全 燃烧放出的热量相等? 讨 论 ：家里使用煤气灶烧热水，煤气能完全燃烧吗?煤气燃烧的热量能够被水 完全吸收吗? 3.装水的容器会吸收一部分能量 2.高温的烟气带走一部分热量 4.煤气灶会吸收一部分能量 二、热机的效率 1.燃料很难完全燃烧 在内燃机中燃料是否能够完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪里去了? 废气带走的能 量 二、热机的效率 有用的机 械能 燃料燃 烧产生 的内能 摩擦和散热损失 的能量 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热 机的效率。 公式 二、热机的效率 一些热机的效率 二、热机的效率 提高热机效率的方法 1.使燃料充分燃烧 2.尽量减少各种热量损失，设法利用废气的能量 3.在热机的设计和制造上采用先进的技术 4.注意保养，保证良好的润滑 例2 某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到 50℃,消耗的天然气体积为1m³ (假设天然气完全燃烧)。已知水的比 热容为4.2×10³J/(kg℃), 天然气的热值为3.2×107J/m³。 求 ： (1)天然气完全燃烧放出的热量； (2)水吸收的热量； (3)该热水器工作的效率。 二、热机的效率 热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 意义：热值在数值上等于1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 单位：焦每千克，J/kg 燃料放热的计算： Q=mq Q=Vq 热机的效率：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比 公式： n=Q 吸 /Q 放 提高热机效率的方法 课堂小结 热机效率 燃料的热值 热机的效率 课堂练习 1. 关于燃料的热值，下列说法中正确的是( D) A.燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多 B.燃料燃烧不充分时，其热值变小 C.容易燃烧的燃料热值一定大 D.热值是燃料本身的性质，与其它因素无关 2. (多选)关于热机效率，下列说法正确的是：( CD ) A. 热机效率越高，热机做的有用功多 B. 热机效率越高，热机的功率越大 C. 要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失 D. 提高热机效率，有利于环保减排 课堂练习 课堂练习 3.如图所示为内燃机的能量流向图，则热机效率为(B) A B 课堂练习 3.某型号汽车在一段平直的公路上匀速行驶50km, 受到的阻力是 1.0×10³N, 消耗燃油4×10-3m³ (假设燃油完全燃烧)。若燃油 的密度p=0.8×10³kg/m³, 热值q=4×107J/kg, 求 ： (1)汽车牵引力所做的是多少? (2)该汽车的热机效率是多少? 课堂练习 沸水冲泡，这是山东人独有的待客之道。如果用酒精炉烧水， 将质量为2kg, 温度为10℃的水加热(1个标准大气压下),需 完全燃烧42g酒精，酒精炉效率为70%,(已知c水=4.2×10³J/ (kg · ℃),q 酒精=3.0×10⁷ J/kg)。 求：(1)42g酒精完全燃烧放出的热量； (2)水升高的温度是多少? 4.有朋自远方来，烧一壶热水，拈几许茶叶，置于瓷制器皿中， $