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，系统梳理了热值的概念、计算方法及其与燃料种类的关系，再通过热机能量转化过程的分析，自然过渡到效率公式的建立与应用，形成由物质性质到能量利用的学习支架，前后知识衔接紧密，逻辑清晰。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养，例如在典例1中引导学生类比热值与比热容、密度的共性，强化物质属性的认知；在实验题中设计“燃料燃烧放热比较”探究活动，培养学生基于证据得出结论的能力，体现科学论证的思维品质。同时结合生活实例（如黑烟现象）和航天航空案例，激发学生社会责任感。此资料既帮助学生构建系统的能量观，又提升教师课堂设计的专业性和实效性。

第3节 热机的效率 1.(1)某种燃料________燃烧放出的热量与其质量之比叫作这 种燃料的热值.它的单位是____________，符号为_______.热值是 燃料的性质，同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同. (2)注意：热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、 形状、是否完全燃烧等均________. 完全 焦每千克 J/kg 无关 2.燃料完全燃烧放出热量的计算公式是________________，其 中 q 为燃料的热值，m 为燃料的质量，V 为气体燃料体积. 3.用来_____________的那部分能量，与燃料完全燃烧时放出 的能量之比，叫作热机的效率.热机的效率公式是η＝ W有 Q ×100%. 热机的效率η<1. Q＝qm(或 Q＝qV) 做有用功 4.一台内燃机工作时能量损耗的主要原因有：燃料难以完全燃 烧、汽缸散热损失、废气带走的能量、摩擦等机械损耗等. 走进生活：平时汽油车刚发动的时候，会看到车尾排气口冒 “黑烟”，出现这种情况的原因是__________________________， 此时汽油机的效率________(填“升高”“降低”或“不变”). 汽油在发动机内燃烧不充分 降低 知识点 1 热值 典例 1：释放化学能的过程不断地发生在人体内，食物也是一 种“燃料”，营养成分在人体细胞里与氧结合，提供细胞组织所 需的能量.一袋饼干的营养成分表上标有“2361 kJ/100 g”，该标识 的含义与以下物理量的含义类似的是( ) B A.热量 B.热值 C.比热容 D.内能 方法技巧： 1.2×107 不变 变式 1：小越参加一次长跑消耗的能量为 6.6×106 J，这些能 量相当于完全燃烧 0.55 kg 的干木柴才能得到，则干木柴的热值为 ___________J/kg，如果用掉一半后，干木柴的热值将________(填 “变大”“变小”或“不变”). 物理方法——比值法 热值是用比值法定义的，与比热容、密度类似，都属于物质 的性质.热值的大小取决于燃料的种类，与燃料的质量、是否完全 燃烧等因素无关. 知识点 2 热机的效率 典例 2：如图为某汽车内燃机燃料燃烧所释放能量的流向图， 根据图中给出的信息，该内燃机的效率为( ) C A.20% B.30% C.40% D.50% 变式 2：一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为 3000 r/min，该 柴油机活塞 1 s 对外做功_________次.若其效率为 40%，消耗 2 kg 的汽油转化成的机械能是__________J.(q汽油＝4.6×107 J/kg) 25 3.68×107 1.煤炭相比于木柴，煤炭具有更高的( ) B A.质量 B.热值 C.比热容 D.热量 2.2024 年 4 月 20 日，我国研制的新款柴油机刷新了柴油机热 机效率的世界纪录，为我国实现“双碳”目标添砖加瓦.如图为内 ) C 燃机的某个工作瞬间的示意图.下列说法正确的是( A.如图冲程是把机械能转化为内能 B.热机的效率越高，说明做功越快 C.使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 D.柴油在燃烧过程中，柴油的热值在不断减小 3.[航天航空]中国探索火星探测器“天问一号”的成功发射， 是我国综合国力和创新能力提升的重要标志.火箭发射探测器时 带了 3×104 kg 液态氢燃料，这些燃料完全燃烧放出的热量是 ________J，可以将________kg 初温为20 ℃的水加热至沸腾.使用 液态氢做燃料的原因是氢的_______大.[q氢＝1.4×108 J/kg，c水＝ 4.2×103 J/(kg·℃)，当地大气压为 1 标准大气压，不计热量损失] 4.2×1012 1.25×107 热值 4.[物理与生活]生活垃圾的热值为 3×106 J/kg，位于济宁市某 垃圾焚烧发电厂每天完全燃烧1000 t生活垃圾，放出热量_______J； 若放出热量的 42%用来加热水供给附近小区，在 1 标准大气压下， 每天可将___________kg 的水由 20 ℃恰好加热至沸腾.[c水＝4.2× 103 J/(kg·℃)] 3×1012 3.75×106 5.汽车发动机之一是汽油机，汽油的热值为 4.6×107 J/kg，王 同学阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成 如图所示，下列回答正确的是( ) A.该内燃机的效率为 70% B.1 kg 的汽油燃烧一定能够释放 4.6×107 J 的能量 C.利用废气的能量及减小摩擦是提高热机效率的有效途径 D.汽油机压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能 答案：C 6.[科学探究]小红利用如图所示的两套完全相同的装置做“比 较质量相等的酒精和碎纸片燃烧时放出热量”的实验. 天平 (1)要完成该实验，除了温度计外还需要的测量工具有______. 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ A 10 g 酒精 20.0 50.0 10 g 碎纸片 20.0 35.0 (2)小红正确实验，采集的数据如下表，表中 A 处的内容是 _____________________. 水温的变化量/℃ (3)分析表中数据可得，质量相等的酒精和碎纸片完全燃烧时， __________放出热量多. 酒精 不能 全部被水吸收，有热量损失 (4)小红利用所测的数据__________(填“能”或“不能”)准 确算出碎纸片和酒精热值大小，原因是_______________________ ___________________________. (5)小明用同样的装置进行实验，得到的实验结论与小红的正 好相反，你认为小明在实验中最有可能遗漏的操作是：_________ _________________________________；______________________ ______________________________________. 燃料燃烧放出的热量不能 出燃料的质量，使燃料的质量相等 测出烧杯中水的质量，使水的质量相等 用天平测 用天平测出烧杯用天平 1 min内完成工作循环 排气量 发动机最大功率 汽缸内汽油和空气的混合密度 汽油的热值 空燃比 2600次 1.8 L 75 kW 1.35 kg/m3 4.6×107 J/kg 14∶1 7.汽车排气量是指发动机气缸的工作容积，一般情况下，汽车 排气量越大，功率越大，空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比. 某台汽车发动机数据如下表，当汽车以 100 km/h 速度匀速运动时， 根据表中数据求汽车发动机的效率.(计算结果保留一位小数) 可知发动机所做的有用功为 Q＝m汽油q＝1.62×10-4 kg×4.6×107 J/kg×2600＝1.937 52× 107 J， 根据 P＝ W有 t W有＝Pt＝75 000 W×60 s＝4.5×106 J， 所以发动机的效率为 $