14.3 热机的效率-【七彩课堂】2025-2026学年九年级物理上册同步教学课件（人教版）

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，核心涵盖燃料的热值与热机效率两大知识点。通过“想想议议”提问内能来源导入，结合控制变量法实验比较燃料放热本领建立热值概念，再分析热机燃料能量去向引出效率，形成从燃料特性到能量利用的逻辑链，辅以实验设计、公式推导和例题解析作为学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过热值实验（比较相同质量燃料加热水的温度变化）和热机能量去向分析培养探究能力，结合汽车效率计算等例题强化科学推理，多媒体元素（如热机效率视频）助力能量观念构建。结构化小结和多样化练习帮助学生夯实物理观念，教师可借助完整流程提升教学效率。

生产的发展需要更加强大的动力。17世纪人类发明了热机，最早的热机是蒸汽机，在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在气缸里推动活塞做工。蒸汽机对工业的发展起了极其重要的作用。由于蒸汽机过于笨重，效率很低，交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机，于是内燃机应运而生。内燃机有汽油机、柴油机两大类。内燃机运行时不需要携带水和煤，不但轻便，效率也提高了很多。电力工业的发展需要功率巨大的热机来带动大型发电机，1884年出现的蒸汽机满足了这个需要。大型火电站的巨大锅炉有五六层楼房那样高，它里面安装的蒸汽轮机功率可达几十万千瓦。早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机上日益普遍使用喷气式发动机，它靠向后高速喷出的气体而前进，在功率相同时，喷气式发动机比内燃机更轻便，这就是生产高速的大型飞机成为可能。喷气式发动机有两种，需要用大气中的氧气助燃的叫空气式发动机。在飞机上使用自带燃料和氧化剂的叫火箭喷气发动机。他工作的时候不需要氧气，可以在大气层外工作，能够用来发射人造卫星和宇宙飞船。热机使人类摆脱了繁重的体力劳动，促进了生产的发展，带来了工业革命。现代社会在交通、航天、电力工业等很多方面都离不开热机，对热机的研制和改进将会进一步推动社会生产力的发展。 null 第3节 热机的效率 第十四章 内能的利用 人教版 九年级 物理 上册 14.3 热机的效率/ 1 柴薪 煤炭 石油 天然气 【想想议议】从哪里可以获得内能？　 导入新知 14.3 热机的效率/ 1.体会不同燃料燃烧释放热的本领不同建立热值的概念，知道热值的表示方法,能简单计算燃料燃烧放出的热量。 2.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率,掌握热机效率的计算方法。 素养目标 14.3 热机的效率/ 【提出问题】不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 知识点 1 燃料的热值 探究新知 14.3 热机的效率/ 4 【实验设计】选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。 实验方法 控制变量法和转换法 大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 探究新知 14.3 热机的效率/ 5 热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 物理意义：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 热值单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料：J/m3。 定义式： 探究新知 14.3 热机的效率/ 观察热值表，你有什么收获？（信息、物理含义） 焦炉煤气 约1.7×107 木炭 3.4×107 煤油 4.6×107 无烟煤 约3.4×107 氢气 1.4×108 沼气 约1.9×107 焦炭 3.0×107 柴油 4.3×107 烟煤 约2.9×107 酒精 3.0×107 干木柴 约1.2×107 气体（ J/m3 ） 液体（ J/kg ） 固体（ J/kg ） 常用燃料的热值 汽油 4.6×107 探究新知 14.3 热机的效率/ 　　从热量的角度分析，为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 有关燃料燃烧放热的计算 探究新知 14.3 热机的效率/ 燃料放出热量的计算 m: 燃料的质量 V：气体燃料的体积 q: 燃料的热值 Q：燃料完全燃烧放出的热量 固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=mq。 气体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=Vq。 探究新知 14.3 热机的效率/ 根据热值表，计算一下10t氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少t干木柴？ 　　氢的热值是1.4×108 J/kg 　　干木柴的热值1.2×107 J/kg 放出热量：Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 需要干木柴： 约120t干木柴与10t氢完全燃烧放出的热量相当。 探究新知 14.3 热机的效率/ 例 关于燃料的热值正确的是（ ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关 B 巩固练习 14.3 热机的效率/ 例 对于燃料的热值，下列说法中，正确的是 (　　 ) 　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 　　B．燃料没燃烧时就没有热值 　　C．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无关 　　D．容易燃烧的燃料热值一定大 C 巩固练习 14.3 热机的效率/ 例 “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为__________J 2.1×108 连接中考 巩固练习 14.3 热机的效率/ 解：可燃冰的热值：q可燃冰=10q天然气 =10×4.2×107J/kg =4.2×108J/kg 完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量： Q=q可燃冰m=4.2×108J/kg×0.5kg =2.1×108J 巩固练习 14.3 热机的效率/ 【想想议议】在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 知识点 2 热机的效率　 点击图片播放热机效率 探究新知 14.3 热机的效率/ 有效利用的热量（吸收的热量）与燃料完全燃烧放出的热量的比值叫作热效率。 燃料的利用率 公式 探究新知 14.3 热机的效率/ 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 公式 η = Q有用 Q总 热机的效率 探究新知 14.3 热机的效率/ 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 探究新知 14.3 热机的效率/ 【例题】某汽车的输出功率是60kW，正常行驶的速度为54km/h，汽车内燃机的效率是25%，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.6×107J/kg） 分析：（1）要计算出消耗的汽油质量，根据Q=mq可知，需要求出消耗的汽油完全燃烧释放的热量。 （2）又根据 可知，需要求出汽车行驶过程中做的有用功； （3）又根据W=Pt可知，需要求出汽车行驶的时间； （4）汽车行驶的时间t可由速度公式求出。 探究新知 14.3 热机的效率/ ≈37.6kg 探究新知 14.3 热机的效率/ 热机与环境 探究新知 14.3 热机的效率/ 【思考】如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ 1 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 2 改进热机，减少各种热量散失； 3 注意热机维护，减少因克服摩擦做功而额外消耗的能量 加强技术创新,采用先进的工艺和技术设计制造热机 4 探究新知 14.3 热机的效率/ 例 下列提高热机效率的方法中，不可行的是 （ ） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法 D 巩固练习 14.3 热机的效率/ 热机与社会生活 点击图片播放 视频 探究新知 14.3 热机的效率/ 1. 下列关于热值的说法正确的是（　　） A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 D 课堂检测 基础巩固题 14.3 热机的效率/ 2. 古语道：“人要实，火要虚。”此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是 （　　） A．增大可燃物的热值 B．降低可燃物的着火点 C．能使可燃物完全燃烧 D．提高了可燃物的利用率 D 课堂检测 基础巩固题 14.3 热机的效率/ 3. 【多选】关于热机效率，下列说法正确的是(　　 ) 　　A．热机效率越高，即热机做的有用功多 　　B．热机效率越高，即热机的功率越大 　　C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失， 并且要保证良好的润滑 　　D．提高热机效率，有利于环保减排 C D 课堂检测 14.3 热机的效率/ 4. 有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料__________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧，___________转化为内能，用比热容________的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾） 全部燃烧 化学能 小 课堂检测 14.3 热机的效率/ 29 5.某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量？（q气=4.4×107J/m3，q柴=1.2×107J/kg） 解：天然气完全燃烧放出的热量： Q放=q气V=4.4×107J/m3 ×4m3 =1.76×108J； 放出这些热量所需柴薪质量： 课堂检测 14.3 热机的效率/ 目前,“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗,提高汽车发动机的效率,越来越受到人们的重视,大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶,小明的爸爸新买了一辆小汽车,小明坐着这辆汽车匀速行驶144 km,用时2h,消耗汽油9kg,其发动机的功率为23 kW。请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107 J/kg) (1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大? (2)汽车发动机的效率是多少? 能力提升题 课堂检测 14.3 热机的效率/ 课堂检测 14.3 热机的效率/ 课堂小结 14.3 热机的效率/ 作业 内容 教材作业 完成课后“练习与应用” 自主安排 七彩培优 练习 课后作业 14.3 热机的效率/ 伴你成长 14.3 热机的效率/ $