14.3 热机的效率-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理教学设计聚焦热机效率这一核心知识点，从燃料燃烧释放能量的现实问题切入，通过对比不同燃料热值、计算放热量、分析能量流向等环节，构建“能量转化与守恒”观念，形成由热值到效率的认知阶梯，为后续理解能源利用打下坚实基础。 本资料突出科学思维与科学探究的融合，以真实情境（如煤气灶烧水效率仅60%）引导学生质疑能量损失来源，通过模型建构明确热机效率定义，并用实例计算强化公式应用能力。在提高效率的讨论中体现科学态度与责任，如分析柴油机效率达45%背后的节能意义，激发学生环保意识和工程思维。教师可直接用于课堂探究活动，学生能系统掌握能量转化本质，提升解决实际问题的能力。

PEOPLE'S EDUCATION 人民病育出领让 义务教育教科 书 PRESS 教材委员会专家委员会 2024 能的利 用 九年级全册第十四章第3 热机的效率 ○ 目标展示 ● 建立热值概念，知道热值是燃料的一种特性； 物理观念 ● 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 热机的效率 科学思维 知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在； 能简单计算燃料燃烧放出的热量。 科学探究 通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的影响。 科学态度 了解热机的利用与人类社会发展的关系； 与责任 培养环保意识，激发社会责任感。 新课导入 ?问题 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？ 热机的效率 新课讲授 燃料的热值 ●人类所用能量的很大一部分是从燃料的燃烧中获得的。燃料燃 烧的过程是将化学能转化为内能的过程。 固体燃料 气体燃料 固体燃料 液体燃料 热机的效率 新课讲授 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。 热机的效率 新课讲授 燃料的热值 ■热值 由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放 出的热量不同，在物理学中用热值来表示燃料完全燃烧时放热本 领的大小。 ·定义：把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，用字丹q表示。 ●公式：q= m 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; ●q表示热值，单位是焦/千克，符号为Jkg 热机的效率 新课讲授 燃料的热值 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 4.3×10J/kg 烟煤 约2.9×10J/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 1.4×108J/kg 木炭 3.4×107J/kg 焦炉煤气 约1.7×107J/m3 酒精 3.0×10J/kg 沼气 约1.9×10J/m3 热机的效率 新课讲授 燃料的热值 ·热值的物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放 出的热量。如木炭的热值为3.4×10J/kg，它表示1kg木炭完全 燃烧时放出的热量是3.4X10J。 。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。 ●燃料燃烧放出热量的计算：Q放=qm ●气体燃料的热值：q=号 q表示气体燃料的热值，单位使用 焦/立方米，符号为J/m3 热机的效率 新课讲授 燃料的热值 请计算：50g酒精完全燃烧放出的热量是多少？ x107J kg） 50g酒精的热值与 解：50g酒精完全燃烧放出的热量是： 10kg酒精的热值是什 Q=1mg=0.05kg×3.0×10J/kg=1.5x 么关系？ 请计算：10kg酒精完全燃烧放出的热量是多少？(q酒特=3.0×10J/ kg） 解：10kg酒精完全燃烧放出的热量是： Q=mg=10kg×3.0×10J/g=3×108J ●热值是燃料本身的性质，与燃料质量以及燃料是否完全燃烧无关。 50g酒精的热值与10kg酒精的热值是一样的。 热机的效率 新课讲授 二 热机的效率 小明烧水用了0.15m3的煤气，这些煤气完全燃烧 放出的热量为5.85×10J，实际放出的热量是 5.85×10J吗？为什么？水实际吸收的热量呢？ ·燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值 计算出的要小，损失了一部分能量。 ·煤气灶本身也会吸收一部分能量； ·高温的烟气带走相当一部分热量，一部分热量 直接散失掉。 水实际吸收的热量只占煤气燃烧放出热量的一部 分。有效利用率大约为60%左右。 的效率