第14章 第4节 跨学科：热机效率和环境保护-【一本】2025-2026学年新教材九年级物理全一册教学课件（沪科版2024）

该初中物理课件围绕燃料热值、热机效率及环境保护展开，通过思考问题导入，衔接燃料燃烧与能量转化，以定义、公式及实例构建知识支架，帮助学生系统掌握相关概念与计算。 其亮点在于结合科学思维与科学态度，通过计算题（如烧水需干木柴质量）培养科学推理能力，环境保护措施渗透社会责任意识。采用问题驱动与小结梳理，助力学生深化理解，也为教师提供结构化教学资源。

初中物理 九年级全一册　HK版 练高分，来一本 旨在为一线教师打造高质量的，提升课堂效率与效果的，实用性的产品与服务 课件全新升级 练 高 分 ， 来 一 本 新教材 · 新课件 · 新服务 第十四章　内能与热机 第四节 跨学科：热机效率和环境保护 学习目标 学习探究 课堂练习 课堂小结 学习导入 学习目标 1.建立热值概念。 2.知道热值是燃料的重要特性，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。（重点） 3.了解热机效率，知道热机工作时燃料释放能量的主要流向。 4.知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。 学习导入 人类进化历程中燃料的发展 学习探究 热值 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程 燃料燃烧过程中的能量转化有共同特点： 固体燃料 液体燃料 气体燃料 学校在室温20 ℃时，每天向学生供100 kg开水，烧这些水若分别用以下燃料，则需： 干木柴 约2.8kg 烟煤 约1.16kg 汽油 约0.73kg 方法一：给质量相等的水加热，使水升高相同的温度，比较燃料完全燃烧需要的质量，所需燃料质量越小的，释放热量能力越强 下面三种燃料释放热量的能力相同吗？你是如何比较的？ 方法二：相等质量的燃料给质量相等的水加热，比较水升高的温度；升高的温度越多，说明燃料完全燃烧放出的热量越多，释放热量的能力越强。 结论：相等质量的燃料完全燃烧，释放热量越多的，释放热量的能力越强 水 水 B燃料： A燃料： 2 kg的A燃料完全燃烧释放的热量是5.8x107 J 5 kg的B燃料完全燃烧释放的热量是1.5x108 J 下面两种燃料释放热量的能力哪个强？你是如何比较的？ 1 kg的B燃料完全燃烧释放的热量多，B燃料释放热量能力强 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值, 符号q 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料热值的单位：焦每立方米；符号：J/m3 （1）定义： （2）公式： （3） 单位： 气体：q= Q V （4）公式变形： Q=mq 或 Q=Vq (气体) 注意事项：使用公式时，各物理量统一用国际单位。 m= Q q 或 V= Q q （气体） 固体：q= Q m 1 kg干木柴完全燃烧，释放的热量是1.2×107 J 热值是燃料的特性，只与燃料种类有关，与是否完全燃烧无关 热机工作时，能不能把燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功？ 热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。 热机效率 废气排出带走的能量 克服摩擦消耗的能量 燃料很难完全燃烧 真正转变为有用功的部分或被加热物体吸收部分 释放的热量 热机效率：热机工作时，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。 W有：表示热机对外做的有用功 W放：表示燃料完全燃烧所释放的能量 怎样提高热机的效率？ （1）使燃料充分燃烧; （2）尽量减少各种热量损失； （3）在热机的设计和制造上采用先进的技术； （4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 思考1：使用热值更大的燃料能够提高热机效率吗？ 思考2：热机的效率能达到百分之百吗？为什么？ 不能 不能 热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题： 环境保护 （1）改进燃烧设备时加装消烟除尘装置； （2）集中供热； （3）改用气体燃料，普及煤气和天然气； （4）充分开发利用污染少和无污染的新能源。 保护环境的方法： 热机效率和环境保护 燃料的热值 环境保护 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值 热机工作时，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。 课堂小结 热量的计算 热机效率 固体：q= m Q 气体：q= Q V 课堂练习 1、 对于燃料的热值，下列说法中正确的是 (　　 ) A．1 Kg某种燃料燃烧放出的热量叫这种燃料的热值 B．某种燃料质量减半后，比热容不变，热值减半 C．燃料没有完全燃烧时，部分能量浪费掉，热值变小 D．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及 燃料燃烧放出的热量多少无关 D 2、在1个标准大气压下，将5kg 40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收） Q吸=Cm∆t =4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(100 ℃-40 ℃) =1.26×106 J 因为Q吸=Q放=1.26×106 J，所以干木柴质量： m = q Q = 1.2×107 J/kg 1.26×106 J = 0.105 kg 解 3、可燃冰是一种固态晶体，它的热值约为1.4×1010 J/m3，燃烧可燃冰将质量为40 kg的水从0 ℃加热到100 ℃，可燃冰释放的热量的60%被水吸收，水吸收的热量是多少 J？可燃冰的体积是多少m3？ 解（1)Q吸=Cm∆t =4.2×103 J／(kg·℃)×40kg×100 ℃ =1.68×107 J （2） Q放=Q吸/η=1.68×107 J/60%=2.8×107 J V = q Q放 = 1.4×1010 J/m3 2.8×107 J =2×10-3 m3 4、无人驾驶清扫车具有自动驾驶清扫、自动驾驶喷雾打药与防疫等功能，如图所示，是一款远程无人驾驶清扫车，在城郊一段平直的公路上匀速行驶10 min，此过程中牵引力做功4.6×106 J，发动机消耗汽油0.5 kg。 求：（1）汽油完全燃烧放出的热量；（汽油的热值为q汽油＝4.6×107J/kg） （2）清扫车发动机的效率为多少？ 解（1）Q放=mq =4.6×107 J／kg×0.5 kg =2.3×107 J （2）η = Q放 W有 = 2.3×107 J/kg 4.6×106 J = 20% 5、用煤气灶既方便又环保，一般的煤气灶正常工作时。15 min可使质量为4 kg、温度为23 ℃的水沸腾，该城市水的沸点为93 ℃，求： ⑴水吸收的热量； ⑵若煤气灶放出的热量70%被水吸收，煤气灶实际放出的热量为多少?【c水=4.2×103J／(kg·℃)】 解（1)Q吸=Cm∆t =4.2×103 J／(kg·℃)×4 kg×(93℃-23℃) =1.176×106 J （2）Q吸=ηQ放 Q放=Q吸/η=1.176×106 J/70%=1.68×106 J 学习目标 1.建立热值概念。 2.知道热值是燃料的重要特性，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。（重点） 3.了解热机效率，知道热机工作时燃料释放能量的主要流向。 4.知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。 看看你掌握了吗？ 书山有路勤为径 学海无涯苦作舟 $