14.3　热机的效率 -2025-2026学年物理人教版(2024)九年级全一册

该初中物理课件围绕“热机的效率”这一核心知识点展开，从燃料的热值概念切入，通过定义解析、单位说明与实例解读，自然过渡到热机效率的计算与理解，构建了由物质能量转化到实际应用的学习支架，前后知识衔接紧密，逻辑清晰。 其亮点在于融合物理观念、科学思维与科学态度，突出比值定义法的应用和热量计算的误区警示，如通过跟踪训练3真实情境问题引导学生进行科学推理与论证，强化能量观念与责任意识。教学中注重模型建构与证据分析，帮助学生建立严谨的物理认知体系，既提升解题能力又培养科学素养，教师可借此优化课堂结构，实现高效教学与育人目标的统一。

第3节　热机的效率 目 录 课前•自主预习 课堂•互动理解 课前•自主预习 一、燃料的热值 阅读教材,完成下列问题。 1.某种燃料____________放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值。 2.固体燃料热值的单位:焦每千克,符号是____________。某些气体燃料热值的单位:焦每立方米,符号是____________。  3.热值在数值上等于1 kg(在标准状态下1 m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。如木炭的热值为3.4×107 J/kg,它表示: ________________________________________________________; 焦炉煤气的热值约为1.7×107 J/m3,它表示: __________________________________________________________。  完全燃烧 J/kg J/m3 1 kg的木炭完全燃烧时放出的热量为3.4×107 J 在标准状态下1 m3的焦炉煤气完全燃烧放出的热量约为1.7×107 J 返回目录 二、热机的效率 阅读教材,完成下列问题。 1.什么是热机的效率? 2.在设计和制造热机时,提高效率的关键点是什么? 用来做有用功的这部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫作热机的效率。 不断改进和创新,减少各种能量损失。 返回目录 课堂•互动理解 一、对燃料热值的理解和燃料燃烧放出热量的计算 1.理解燃料的热值时应注意三个关键词。 (1)“某种燃料” 返回目录 (2)“完全燃烧” (3)“与其质量之比” 热值是个比值,它与释放的热量和燃料的质量无关,仅与燃料的种类有关。 返回目录 【拓展延伸】 比值定义法 在定义一个物理量的时候可采用比值的形式定义。一般地,比值定义法的基本特点是被定义的物理量往往反映物质的最本质的属性,它不随定义所用的物理量的大小变化而改变。速度、密度、压强、功率、比热容、热值等,都是采用的比值定义法。 返回目录 2.燃料燃烧放出热量的计算。 根据燃料的热值的定义,我们可以推导出质量为m(或体积为V)的某种燃料完全燃烧时放出的热量的计算公式。 (1)固体和液体燃料: (2)气体燃料: 返回目录 (3)注意:①运用公式进行计算时,单位一定要统一;②由燃料的热值的定义(q=或q=)变形可得到Q=qm或Q=qV。注意公式中每个物理量都有其特殊的物理意义,不能错误地认为q与Q成正比,与m成反比。 返回目录 跟踪训练1(2024·江苏连云港中考)下列关于燃料的热值说法正确的是 (　　) A.燃料燃烧越充分,其热值越大 B.燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少 C.一瓶酒精用去三分之一,剩余酒精的热值将减小 D.焦炭的热值是3.0×107 J/kg,完全燃烧1 kg焦炭能放出3.0×107 J的热量 D 解析:热值是燃料的一种特性,其大小仅与燃料的种类有关,而与燃料的质量和燃烧程度无关,A、C错误。根据Q放=mq知,在质量相同时,燃料的热值越小,完全燃烧放出的热量越少,B错误。焦炭放出的热量Q放=mq=1 kg× 3.0×107 J/kg=3.0×107 J,D正确。 返回目录 跟踪训练2(2024·山东泰安中考)某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了6×103 kg的水,初始水温为42 ℃,一段时间后水温降至30 ℃,放出的热量为Q,c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=3.2×107 J/m3。求: (1)Q的大小。 (2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与Q的大小相等。 答案:(1)3.024×108 J (2)9.45 m3 解析:(1)水温下降时,放出的热量 Q=c水m(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×6×103 kg×(42 ℃-30 ℃)=3.024×108 J。 (2)由题意知Q天然气放=Q=3.024×108 J,则需要天然气的体积 V==9.45 m3。 返回目录 【误区警示】 规避热量计算的几个误区 (1)明确题目中热量的计算是物体温度降低时放出热量的计算还是燃料燃烧时放出热量的计算。 (2)根据热量计算的不同情况选用公式;根据待求量正确进行公式变形,计算时注意单位要统一。 (3)准确挖掘题目中的隐含条件,建立等量关系。如本题中“完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与Q的大小相等”。 返回目录 二、热机效率的理解与计算 关于效率的两种情形。 (1)燃料燃烧的热效率 ①燃料燃烧的热效率:有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫作热效率。 ②计算公式:热效率= (2)热机的效率 ①热机的效率:用来做有用功的这部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫作热机的效率。 ②公式:η=。 返回目录 跟踪训练3(2024·山西中考)山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从平遥古城自驾前往五台山,进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全程约360 km,驾车前往大约需要4 h。汽油的热值q取4.6×107 J/kg,汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3。 (1)求汽车的平均速度。 (2)汽车全程消耗汽油25 L,求汽油完全燃烧放出的热量Q。 (3)若汽车发动机全程的平均功率为25 kW,求汽车发动机的效率(结果保留三位有效数字)。 答案:(1)90 km/h (2)9×108 J (3)39.1% 返回目录 解析:(1)汽车平均速度v==90 km/h。 (2)消耗汽油的质量m=ρV=25×10-3 m3×0.8×103 kg/m3=20 kg 汽油完全燃烧放出的热量Q=qm=4.6×107 J/kg×20 kg=9.2×108 J。 (3)汽车发动机做的机械功W=Pt=25×103 W×4×3 600 s=3.6×108 J 发动机的效率η==39.1%。 返回目录 本课结束 $