第十四章　内能的利用 提升课　热量、效率的综合计算 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

该初中物理课件聚焦内能利用中的热量计算与热效率综合应用，以“水吸热”和“燃料放热”为核心线索，通过柴火灶、燃气灶、热水器、汽车发动机等真实情境串联起比热容、热值、能量转化与守恒等核心概念，构建从基础公式到多步骤计算的学习支架。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大素养，如第2题中学生需先计算水吸热再求效率，体现能量观念的迁移运用，第5题则通过汽车牵引力做功与燃料放热对比，训练科学推理能力，第7题设计“燃油热量被水吸收”的拓展问题，激发质疑创新意识。教学中可直接使用典型例题开展小组合作探究，既强化学生对热效率本质的理解，又提升教师课堂组织效率与深度。

第十四章　内能的利用 提升课　热量、效率的综合计算 1.某研学活动小组在实践活动期间，粗略测量了一农家柴火灶的热效 率。同学们在柴火灶的铁锅里倒入5kg水，盖上锅盖，完全燃烧了1kg干木柴使水温从20℃升高到80℃，水吸收的热量为　1.26×106　J，该柴火灶的热效率为　12.6%　。［水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，这种干木柴的热值是1.0×107J/kg］  1.26×106 12.6% 课后作业 2.小佳学习了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J/(kg·℃).小佳用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃.求： (1)水吸收的热量； (2)若小佳烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，实际消耗的煤气为0.2kg，则燃气灶烧水时的热效率为多少. 解：(1)水吸收的热量 Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-20℃)=1.68×106J. (2)煤气完全燃烧放出的热量Q放=qm'=4.2×107J/kg×0.2kg=8.4×106J， 燃气灶烧水时的热效率η=×100%=×100%=20%. 课后作业 3.天然气热水器的热效率表示该热水器工作时天然气完全燃烧所消耗的化学能有多大比例转化为水的内能.热水器中有质量为40kg、初温为15℃的水，经过热水器消耗0.15m3天然气加热后(假设天然气完全燃烧)，水的温度变为40℃.求：［天然气热值q=3.2×107J/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)］ (1)天然气放出的热量Q放； 解：(1)天然气放出的热量Q放=V气q=0.15m3×3.2×107J/m3=4.8×106J. 课后作业 (2)水吸收的热量Q吸； (3)热水器的加热效率η. (2)水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×40kg×(40℃-15℃)=4.2×106J. (3)热水器的加热效率η=×100%=×100%=87.5%. 课后作业 4.小明家新安装了一台太阳能热水器，加入200kg水后，经过一段时间阳光的照射，初温20℃的水吸收了1.68×107J的热量.求：［c水=4.2×103J/(kg·℃)，焦炭的热值q=3.0×107J/kg］ (1)水升高的温度； 解：(1)由Q吸=c水mΔt可得，水升高的温度Δt===20℃. 课后作业 (2)若这些热量由效率为20%的火炉燃烧焦炭来提供，则焦炭完全燃烧放出的热量； (3)所需焦炭的质量. (2)由η=可得，焦炭完全燃烧放出的热量Q放===8.4×107J； (3)由Q放=m'q可得，所需焦炭的质量：m'===2.8kg. 课后作业 5.一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108km，所用时间为1h，消耗汽油10kg，汽车在行驶过程中所受阻力恒为1380N(汽油的热值q汽油=4.6×107J/kg).求： (1)汽车行驶的速度； 解：(1)汽车行驶的速度v===108km/h. 课后作业 (2)牵引力的功率； (3)汽车发动机的效率. (2)汽车沿平直公路匀速行驶，水平方向受力平衡，根据二力平衡条件可知，牵引力F=f=1380N， 牵引力做的功W=Fs=1380N×108×103m=1.4904×108J， 牵引力的功率为P===41400W. (3)消耗的汽油完全燃烧放出的热量Q放=mq汽油=10kg×4.6×107J/kg=4.6×108J， 汽车发动机的效率η=×100%=×100%=32.4%. 课后作业 6.一辆氢气动力试验汽车在10min内水平匀速行驶了1.2×104m，消耗了0.15kg的氢气，汽车发动机提供的牵引力为1.05×103N，氢气的热值取4×108J/kg，g取10N/kg.求： (1)氢气完全燃烧放出的热量； 解：(1)氢气完全燃烧放出的热量Q放=qm=4×108J/kg×0.15kg=6×107J. 课后作业 (2)牵引力做功的功率； (3)汽车发动机的效率. (2)汽车发动机所做的功W=Fs=1.05×103N×1.2×104m=1.26×107J， 牵引力做功的功率P===2.1×104W； (3)汽车发动机的效率η=×100%=×100%=21%. 课后作业 7.水上摩托是集观赏、竞技和惊险刺激于一体，富有现代文明特征的高速水上运动.摩托艇油箱容积为10L，加满一次燃油最多能使摩托艇以20m/s的速度匀速航行1h.该过程中牵引力做的功为1.44×108J.求：［ρ燃油=0.8×103kg/m3，q燃油=4.5×107J/kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)］ (1)摩托艇完全燃烧一箱燃油放出的热量； 解：(1)油箱容积为V=10L=0.01m3， 根据ρ=知，一箱燃油的质量m=ρ燃油V=0.8×103kg/m3×0.01m3=8kg， 完全燃烧一箱燃油放出的热量Q放=q燃油m=4.5×107J/kg×8kg=3.6×108J. 课后作业 (2)该过程中摩托艇的热机效率； (3)若一箱燃油完全燃烧放出热量的70%被水吸收，可将水从20℃升高到80℃的质量. (2)摩托艇的热机效率η===40%； (3)根据题意可得，水吸收的热量Q吸=70%Q放=70%×3.6×108J=2.52×108J， 由Q吸=c水mΔt可得，水的质量m===1000kg. 课后作业 $