14.3热机的效率（课件） ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

教学目标 物理观念： 理解热值的定义及物理意义，学会用公式计算燃料完全燃烧放出的热量，并能结合效率公式解决实际问题。 科学思维与探究： 通过生活实例建立热值概念。分析热机工作时的能量流向，理解提高效率的途径，思考技术改进对能源利用的意义。 科学态度与社会责任认： 识热机使用对环境的影响、，理解提高效率与减少污染的关联，树立绿色能源观念，激发改进技术的探究兴趣，体会科学技术对社会进步的推动作用。 新知导入 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？ ①都是将燃料放在气缸内，燃烧后产生高温高压的气体，推动活塞对外输出机械能。 利用内能做功的机械。 ②都是四冲程构成的一个工作循环，周而复始的工作。 将燃料放在气缸内，燃烧后产生的内能。 生活中常见的燃料有哪些？怎么分类的。 新知导入 木柴 煤 酒精 汽油 煤气 天然气 固体燃料 液体燃料 气体燃料 1. 燃料的分类 2. 能量转化： 化学能转化为内能 新知探究 一、燃料的热值 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。 想想议议 怎样比较燃料放热本领的强弱？ 一、燃料的热值 新知探究 新知探究 3.热值 一、燃料的热值 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。 （1）定义： （2）物理意义： 3.热值 　　热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 （3）热值的单位： 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 一、燃料的热值 新知探究 一、燃料的热值 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、是否完全燃烧无关。 新知探究 4.燃烧放热计算 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：J/m3 V：体积，单位：m3 例 1 m3 甲烷完全燃烧产生多少 J 热量？这些热量可以使多少 kg 的水从 20 ℃ 加热到 100 ℃？（甲烷的热值 q甲烷 = 4.2×107 J/m3） 解： 1 m3 甲烷完全燃烧放出热量为： Q = q甲烷V = 4.2×107 J/m3×1 m3 = 4.2×107 J 由 Q = cm△t 得 Q c△t m = = 4.2×107 J 4.2×103 J/(kg·℃)×(100 ℃－20 ℃) = 125 kg 新知探究 一、燃料的热值 1.下列关于热值的说法正确的是（ ） A. 2 kg 煤的热值大于 1 kg 煤的热值 B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C. 0.5 kg 酒精完全燃烧时放出的热量为1.5×107 J， 则此酒精的热值是 0.75×107 J/ kg D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 D 随堂练习 锅炉烧水时，燃料能被完全利用吗？ 有效利用 60% 高温的烟气带走相当一部分热量， 未燃烧 15% 散失 25% 被水吸收的热量 一部分热量直接散失掉 新知探究 二、热机的效率 燃料很难完全燃烧 1.能量流向分析 提高锅炉效率的措施: （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。 （2）减少各种热量损失。 ①加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量； ②使用较好的保温材料，减少热损失。 将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧。 新知探究 1.能量流向分析 二、热机的效率 　　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？ 思 考 新知探究 1.能量流向分析 2.热机的效率 定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。 公式： W有 Q放 η＝ 单位：焦耳（J） 单位：千克（kg） 常用百分数表示 新知探究 二、热机的效率 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% 3.常见热机效率 二、热机的效率 思考：如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ ①使燃料尽可能充分燃烧. ②在设计和制造热机时，要不断改进和创新，减少各种能量损失. ③使用时注意保养，使机器保持良好的润滑，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量. 新知探究 二、热机的效率 斯蒂芬森的“火箭号”蒸汽机车，它诞生于1829年 阅读教材 P33《从火车到火箭》短文 长征五号火箭发射 课堂拓展 爱国科学家 两弹一星元勋 中国导弹之父 课堂小结 2.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 C 随堂练习 3.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·℃)。 解：Q =qm= 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 随堂练习 4.完全燃烧15kg热值是 3.4×107J/kg的木炭，能产生多少热量？想要获得这些热量，需要完全燃烧多少千克氢气？(q氢=1.4 ×108J/kg) 解：Q = qm = 3.4×107J/kg×15kg= 5.1×108J 　　m = Q q氢 5.1×108 J 1.4×108 J/kg = ≈ 3.64 kg 随堂练习 5.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为____。 35% $