14.3热机的效率（导学案）--2025-2026学年人教版物理九年级上学期

课题：§14.3热机的效率 班 组名 姓名 日期： 月 日 编号 14.3 一、学习目标: 1.知道什么是热值及其单位，会用热值进行简单的计算；2.知道什么是热机的效率；3.会计算热机的效率；4.知道提升热机效率的方法。 二、学习策略： 导学流程 学习流程与学习内容 第一关：自研自探（20分钟） 1-1关：1.生活中人们会使用不同的燃料，因为不同的燃料其 的本领不同！ 2. 是热值，单位有 和 。 1-2关 干木柴的热值是 物理意义是 煤气的热值 物理意义是 氢的热值 物理意义是 。 解释：火箭升空的燃料用的液态的氢，而不用便宜的干木柴，是由于氢的 较大！ 1-3关1kg汽油完全燃烧一半放出多少热量？剩下的汽油热值为多少？ （q汽油=4.6×107J/kg）。 1-4关：1. 是热机的效率。 2.损失的能量哪里去了？ 答：热机损失的能量中， 带走的能量最多，其次是水箱冷却发动机；最后是机械之间的 能量散失。 3.如何提高热机的效率？ ①使燃料 燃烧 ②减少各种 的散失——利用废气的能量 ③保持零件之间的良好润滑，减小机械 第二关：合作交流（8分钟）、展示提升（12分钟） 如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都相同，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1） 为了比较不同燃料燃烧时放热的本领， 应选 两图的装置进行实验；为了比较液体的吸热本领，应选 两图的装置进行实验。（选填“甲、乙”、“甲、丙”或“乙、丙”） （2）在比较液体吸热本领的实验中，用 （选填“温度计示数”或“加热时间”）来反映液体吸收热量的多少。冬天，如果想自制暖手袋，应选液体 （选填“a”或“b”）作为供暖物质，其效果更佳。 第三关：训练反馈（5分钟） [练习1](难度☆)判断下列关于燃料及其热值说法的正误。 ①某种燃料燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值( ) ②q煤=2.9×107J/kg，则完全燃烧1kg的煤能放出2.9×107J的热量( ) ③没有燃烧的燃料，其热值等于零( ) ④1kg木炭用去一半后，热值变为原来的一半( ) ⑤当燃料未完全燃烧时，它的热值会变小( ) ⑥由q=Q放/m可知，热值与燃料燃烧放出的热量Q成正比( ) ⑦热值是燃料的一种特性，与燃料的质量和燃烧状况无关( ) [练习2](难度☆)如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出的热量的图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是( ) A. qA＜qB B.qA=qB C.qA＞qB D.无法确定 [练习3](难度☆)长征五号火箭使用液氢作为燃料是因为液氢具有较大的( ) A. 体积 B.密度 C.热值 D.比热容 [练习4](难度☆)已知焦炭热值为3.34×107J/kg，100g焦炭完全燃烧放出的热量为 J。酒精的热值为 3×107J/kg，完全燃烧1.2kg酒精放出的热量为 J。 [练习5](难度☆)某燃气热水器使用天然气作为燃料，若使用中消耗掉0.02m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为 (q天然气=3.2×107J/m3) [练习6](难度☆)某光伏发电站年均发电量约为2.9×1012J，相当于完全燃烧 kg煤炭释放的热量。 (q煤=2.9×107J/kg) [练习7](难度☆☆)在一个标准大气压下，把质量为100kg、温度为20℃的水烧开，若天然气燃烧放出的热量全部被水吸收，则需要完全燃烧 m3的天然气。 [天然气热值为q天然气=3.0×107J/m3，水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃) [变式训练](难度☆☆)初温为15℃，质量为5kg的一壶水温度升高到95℃需要吸收热量为 J，如果这些热量是由热值为4.2×107//m3的煤气提供的，不计热量损失需要完全燃烧 m3的煤气。（水的比热容为c水=4.2×103J/(kg·℃） [练习9](难度☆)判断下列关于热机的效率说法的正误。 ①热机的效率越高说明做功越快( ) ②热机的效率越高，做同样多的有用功消耗的能量越少( ) ③在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多( ) ④一般情况下柴油机的效率比汽油机的高( ) ⑤通过技术改进，可以使热机的效率达到100%( )热机消耗的燃料越多，效率就越低( ) ⑦热机做的有用功越多，效率就越高( ) ⑧热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比越大，效率就越高( ) [练习10](难度☆)如图所示为热机工作时的能量流向示意图，则热机的效率可以表示为( ) A. η=(E1+E2+E3+E4)/E B.η=E3/E C.η=(E1+E3+E4)/E D.η=(E1+E2+E4)/E [练习11](难度☆)如图是国产新能源汽车中的一款插电式混合动力汽车，同时使用电动机和内燃机，其内燃机热效率最高可达43%;此外，其拥有快捷语音助手，可实现车外语音控制自动泊车和开关门等功能。分析该种新能源汽车，不是其提升热机效率的方法有( ） A.尽量使用热值大的燃料 B.优化冲程控制，让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全 C.使用粘度低的机油进而减少热机内部各部件间的摩擦 D.车型设计中，采用高效传动和轻量化车身，进而减重 模型1 烧水加热模型 [练习12](难度☆)在物理实践活动中，小华通过实验测量家里的天然气热水器的效率。当热水器装满质量40kg、温度20℃的水时，他点燃天然气给水加热。燃烧了0.3m3天然气后，热水器中水的温度为70℃，已知c水=4.2×103J/(kg·℃）q天然气=4.0×107J/m3，求: (1)0.3m3天然气完全燃烧放出的热量; (2) 水吸收的热量; 热水器的效率 [练习13](难度☆☆)太阳能热水器内盛有质量为40kg，温度为20℃的水，在阳光照射下，水的温度升高到45℃，水的比热容c水=4.2×103J/(kg·℃）焦炭的热值q焦炭=3×107J/kg。求: (1)水吸收的热量是多少? (2)如果焦炭完全燃烧时放出的热量有40%被这些水吸收，需要燃烧多少千克焦炭? 模型2 汽车行驶模型 [练习14](难度☆☆)一辆发动机功率为23kW的小汽车，在水平路面上匀速行驶72 km用时1h，消耗了6kg汽油，则6kg汽油完全燃烧所放出的热量为 J(汽油的热值为4.6×107J/kg)，该汽车发动机的效率是 。 [练习15](难度☆☆)已知汽油的热值是4.6×107J/kg，3kg汽油完全燃烧放出热量 J，若某汽车发动机的效率是40%，消耗这3kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40km，则该汽车发动机的牵引力为 N。 课后练习 [练习1]小越参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106J，这些能量相当于完全燃烧0.55kg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_______（选填“变大”“变小”或“不变”）。 [练习2]下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．热机的功率越大，效率越高 B．热机所用燃料的热值越大，效率越高 C．减少燃烧过程中的热量损失可以提高热机效率 D．通过技术改进，热机效率可达100% ①烧水效率问题 [练习3]太阳能是一种清洁能源．某太阳能热水器每天能使500kg的水温度升高30℃，那么这些水吸收的热量为多少？，这些热量相当于完全燃烧多少m3的天然气放出的热量？(q=2×107J/m3) [练习4]用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气．已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则 a.水吸收的热量为多少？ b.煤气完全燃烧放出的热量为多少？ c.煤气灶烧水的效率为多少？ ②发动机效率问题 [练习5]某推土机匀速推土时推力为3×104N，通过路为20m，消耗50g的柴油，求推土机推土发动机的效率 。(q柴油=3.0×107J/kg) 让优秀成为一种习惯 学科网（北京）股份有限公司 $