14.3 热机的效率 2025-2026学年人教版九年级物理全册

导学案 备课组 物理 设计人 审核人 课型 时间 课 题 热机的效率 核心素养目标 物理观念 1. 知道什么是热机的效率 科学探究 科学思维 1. 从生活中体会不同热量燃烧释放热的本来不同，建立热值的概念。 2. 能简单计算燃料燃烧释放出的热量。 科学态度与责任 1. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，及提高热机效率的方法。 重 点 燃料的热值、热机的效率 难 点 热机效率 学 法 教学过程 随记 【引入新课】 1.观看视频后思考：火箭升空使用的是什么燃料呢？为什么要用这种燃料？ 【进行新课】 一、燃料的热值 1.想一想：你见过的燃料有哪些？ 2.燃料燃烧时能量的转化：燃料的燃烧是一种 变化，在燃烧过程中，燃料的 能转化为 能。 3.燃料的热值 （1）物理意义：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 本领的大小。 （2）定义：某种燃料 燃烧放出的 与其 之比，叫做这种燃料的热值，用字母 表示。 （3）公式： （4）单位： ，符号为 。 （5）热值的意义：热值在数值上等于 某种燃料 燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107J/kg，它表示： 。 同种燃料的热值 ，不同种燃料的热值一般 。 （6） 燃料燃烧放出热量的计算： （7）气体燃料的热值公式 ， 单位使用 ，符号为 。 4.常见燃料的热值表 【想一想】（1）热值表中，热值最大的是哪种燃料？热值最小的是哪种燃料？ （2） 火箭上为什么用液态氢作燃料？ （3） 热值反映了燃料的什么性质？不同燃料的热值一定不同吗？ 二、热机效率 1.提出问题：用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗? 2.建立热效率的概念（炉子、燃气灶的热效率等）： （1）物体 的能量与燃料 放出能量的比值叫做热效率。 热效率η = （2）提高锅炉中燃料热效率的方法： 把煤磨成煤粉，增大与氧气的接触面积；把空气吹进炉膛增大送氧量。 3.热机的效率 （1）定义：用来做 的那部分能量，与燃料 释放的能量之比，叫做热机的效率。 （2）公式： （3）物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 4.提高热机效率的主要途径 （1）尽量减少各种热量损失，设法利用废气的能量 （2）在热机的设计和制造上，采用先进的技术. （3）使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整各零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量. 【课堂总结】 【课堂练习】 1. 在跨学科实践活动中，小华调查“家用燃料的变迁与合理使用”时发现，爷爷小时候使用木柴作为家用燃料；爸爸、妈妈小时候用煤炭，之后用液化气；如今小华家使用天然气为家 用燃料，主要是天然气的( ) A. 密度较大 B. 热值较大 C. 比热容较大 D. 沸点较高 2. ［2025·青岛南区期末，多选］汽油的热值为4.6×107J/kg 。这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：现有一个60kg 的中学生，从大厦的1楼步行至11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m ，如果质量为m 的汽油完全燃烧放出的热量和中学生克服重力做的功大小相等，下列说法正确的是(g取10N/kg) ( ) A.汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg 汽油燃烧放出的热量为4.6×107J B.汽油的热值与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关 C.该中学生克服重力做了1.8×104J的功 D.通过计算可知汽油的质量m约为0.39g 3. 2024年4月20日，我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热效率的世界纪录。与普通柴油机平均30%∼45%的热效率水平相比，下列关于该款柴油机说法正确的是( ) A. 消耗1kg柴油，该柴油机内能转化为的机械能更多 B. 消耗1kg柴油，该柴油机释放的热量更多 C. 该柴油机工作时消耗的燃料一定更少 D. 消耗1kg柴油，该柴油机由于摩擦损失的能量一定更少 4. 如图为热机工作时的能量流向示意图，则热机的效率可以表示为( ) 5. 为了节约能源，需要提高热机效率，关于提高热机效率的方法，下列说法正确的是( ) A. 尽量使用热值大的燃料 B. 采用先进的制造技术，能将热机的效率提高到100% C. 尽量增加热机工作时间 D. 尽量减少废气带走的热量 6.某款国产汽车，当它在某平直公路上以20m/s 的速度匀速行驶时，每百公里的油耗为6L，汽车行驶300s ，该汽车消耗汽油__ ___L ，假设该汽车在运动过程中受到的平均阻力是 495N，则汽油机的效率是 % （假设汽油的热值是3.3×107J/L ）。 7.能量转化的过程在人体内不断地发生。食物也是一种“燃料”，其营养成分在人体细胞中与氧结合，提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“2360kJ/100g ”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的是( ) A. 热值 B. 热量 C. 比热容 D. 内能 8. ［2025·北京朝阳区期末］干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所示，下列说法正确的是( ) A. 在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量最多 B. 在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的热量最少 C. 0.5kg焦炭的热值等于1kg 焦炭的热值 D. 燃烧0.5kg焦炭放出的热量小于燃烧1kg 焦炭放出的热量 9. 甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是30%，乙的效率是20% ，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽油的质量之比为( ) A. 3:4 B. 2:3 C. 3:2 D. 4:3 10.如图所示，在“比较不同燃料燃烧 时放出的热量”实验中，下列说法正 确的是( ) A. 研究方法是控制变量法和转换法 B. 研究对象是烧杯中被加热的液体 C. 实验中还需要的器材是天平和秒表 D. 相同时间内温度计示数越大，该燃料的热值一定越大 11.［2025·绵阳期末］新农村建设中广泛使用一种小型农用柴油机，该柴油机为单缸四冲程内燃机，输出功率为8kW 。正常工作1min，该柴油机输出的有用功为__________J ，若 效率为40%，这段时间消耗柴油 kg 。（取q柴油=4.0×107J/kg ） 学科网（北京）股份有限公司 $