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“内能的利用”主题，系统梳理了燃料热值、热机效率及能量转化等核心知识点，通过问题驱动和阶梯式练习构建知识支架，从燃料特性到热机工作原理再到实际应用层层递进，帮助学生建立清晰的能量观念与科学思维路径。 其亮点在于融合物理观念、科学思维与科学态度，以典型例题引导学生理解热值的本质属性，强化模型建构与科学推理能力，如第6题通过计算汽油机效率培养学生基于证据的论证意识。同时注重联系生活实际，如氢燃料大巴车案例体现社会责任感，提升学生解决真实问题的能力。教师可借此优化教学设计，学生则能在探究中深化理解，实现素养导向的教学目标。

第十四章　内能的利用 第3节　热机的效率 知识梳理 导学园地 1.燃料的热值 1.热机能量转化 2.由于热机在工作过程中总有能量损失,因此热机的效率总是小于1。 完全　 1　 完全燃烧 　J 目录 上页 首页 下页 知识梳理 导学园地 2.热机的效率 3.热机的效率和功率是完全不同的物理量,效率高的热机功率不一定大。 4.在热机能量损失中废气带走的热量最多。设法利用废气的能量,是提高燃料利用率的重要措施。 有用功　 能量 燃烧　 热量损失 润滑 摩擦 目录 上页 首页 下页 知识点一:燃料的热值 1.煤炭是一种重要能源,区别优劣煤质最科学的办法是检测其(　　) A.比热容 B.密度 C.热值 D.温度 2.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2 kg焦炭能放出6.0×107 J的热量 名师点睛 1.燃料的热值是燃料本身的一种特性,与燃料的质量、是否完全燃烧均无关,因此它可以用来区分不同的燃料。 2.热值在数值上等于单位质量或体积的燃料完全燃烧放出的热量。 C D 目录 上页 首页 下页 知识点二:热机的效率 3.(教材图片改编)汽车发动机一般是汽油机,汽油的热值为4.6×107 J/kg。某内燃机的能量流向如图所示,下列说法正确的是(　　)。 A.换用热值较大的燃料,热机的效率会提高 B.1 kg的汽油燃烧能够释放4.6×107 J/kg的能量 C.该汽油机的效率为35% D.如果改进技术,汽油机的效率就可以达到100% 4.涡轮增压是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一种节能技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,将新鲜空气压缩后送入内燃机的进气口。这样做提高了内燃机的　　　　(填写物理量名称)。  名师点睛 　　热机的效率是指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。在热机工作过程中,使燃料充分燃烧和减少额外功是提高热机效率的方法。 C 效率 目录 上页 首页 下页 知识点三:热效率的计算 5.顺口溜“五月五,过端午、蒸粽子、吃包子、挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”,生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸汽进行加热。若将2.5 kg的水加热到沸腾,水温升高了80 ℃[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),煤的热值约为3.0×107 J/kg],在此过程中,求: (1)水吸收的热量。 (2)采用煤炉加热,煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量。 (3)需要完全燃烧煤的质量。 解:(1)水吸收的热量:Q吸=c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2.5 kg×80 ℃=8.4×105 J; (2)煤炉加热水的效率为10%,煤燃烧放出的热量:Q放===8.4×106 J; (3)根据Q放=mq可知,煤的质量:m煤===0.28 kg。 目录 上页 首页 下页 名师点睛 1.在计算热效率时,需要弄清楚哪部分为有效利用的能量,哪部分是总能量,再利用公式η=求解。 2.有些题目题干给出的热值的单位是焦每千克(J/kg),但燃烧的燃料是以体积计量的,要先根据密度公式计算出燃料的质量,再计算燃料完全燃烧放出的热量。 目录 上页 首页 下页 【基础巩固练】 1.我国航天技术领先世界先进水平。液态氢作为运载火箭的燃料,除了可以保护环境,还因液态氢具有(　　)。 A.较大的内能 B.较多的热量 C.较大的热值 D.较大的比热容 2.汽车的发动机大多数是内燃机,内燃机是热机的一种。下列关于热机和环境保护的说法正确的是(　　)。 A.热机排出的尾气没有内能 B.热机的效率能达到100% C.热机的大量使用会造成环境污染 D.汽油机的做功冲程是将机械能转化成内能 C C 目录 上页 首页 下页 3.汽油机的热机效率是衡量其经济性能的重要参数,提高热机的效率意味着汽油车能实现(　　)。 A.减少汽油消耗 B.增加废气带走的能量 C.增加机械摩擦 D.减少所获得的机械能 4.(核心素养·科学思维)图为甲、乙两汽油机的数据。两者相比,甲汽油机(　　)。 A.热机效率较大 B.热机效率较小 C.产生的有用机械能较少 D.产生的有用机械能较多   A B 目录 上页 首页 下页 5.酒精燃烧时质量减少,热值　　　　(选填“变大”“变小”或“不变”)。已知酒精的热值为3.0×107 J/kg,则完全燃烧2.1 kg的酒精可以释放　　　　J的热量。  6.某单缸四冲程汽油机,飞轮每分钟转3 600转,则每秒对外做功　　　　次,每次对外做功115 J,该汽油机的效率为25%,连续工作半小时需消耗汽油　　　　kg。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)  不变　　 6.3×107 　 30　 0.54　 目录 上页 首页 下页 【思维拓展练】 7.(核心素养·科学探究)为了比较两种燃料的热值,小明采用如图甲所示的两套完全相同的装置进行实验,烧杯内水的初温和质量相同,实验中忽略热量的损失。 (1)实验前应先调整铁夹　　　　(选填“A”或“B”)的位置。  (2)实验中应控制燃料燃烧的　 　(选填“时间”或“质量”)相同,根据　 　　　比较燃料燃烧放出热量的多少。  (3)小明选用了燃料a和燃料b进行实验。当燃料燃尽时,小明记下了各个时刻烧杯中的水温,绘制了如图乙所示的图像(不计热量损失),则可初步判断两种燃料的热值之比为　 。    A　 质量 水升高的温度 3∶4 目录 上页 首页 下页 8.某氢燃料大巴车以140 kW的恒定功率匀速行驶300 s,燃烧0.6 kg氢燃料,求:[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),氢气的热值为1.4×108 J/kg] (1)质量为0.6 kg的氢燃料完全燃烧放出的热量; (2)若这些热量的50%被质量为400 kg、温度为15 ℃的水吸收,能使水升高的温度; (3)该段时间内,氢燃料电池大巴车的能量转化效率。     答案：(1)8.4×107 J　(2)25℃　(3)50% 目录 上页 首页 下页 $