14.3 热机的效率 教学课件-2025-2026学年人教版物理九年级上学期

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，核心知识点涵盖燃料热值（定义、公式、计算）及热机效率（概念、影响因素、提高途径）。课堂以“火箭用液态氢做燃料”问题导入，衔接内能利用前序知识，通过定义解析、公式推导、例题计算及小组任务搭建学习支架。 此资料特色在于融合科学思维与科学探究，如“想想议议”对比不同燃料放热能力，“合作探究”分析烧水时热量散失，培养科学论证能力。“提高热机效率”环节联系环保，渗透科学态度与责任。对学生而言，实例计算（如10吨氢与干木柴热量对比）助于理解概念，对教师则提供结构化教学资源，提升教学效率。

第十四章 内能的利用 第3节 热机的效率 人教版（2024）九年级全一册同步课件 【想一想】 发射人造卫星、宇宙飞船所用的火箭要用液态氢和液态氧做燃料。你知道这是为什么？为什么不用汽油、柴油做火箭燃料？ 液态氢气储罐 新知导入 1、知道燃料热值的定义、物理意义等。 2、通过能量的转化和转移，认识并会正确计算热机效率。 3、知道提高热机效率的主要途径。 学习目标 根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。 比较相同质量的不同燃料燃烧放出的热量 想想议议 怎样比较燃料放热本领的强弱？ 　　某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。 （1）定义 （2）物理意义 热值视频 热值 　　热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 （3）单位 　　国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 　　气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 归纳总结： (1)不同燃料释放热量的能力是不一样的。 (2)比较燃料释放热量的能力的方法： ①取质量相同的不同燃料，让它们完全燃烧，比较释放热量的多少； ②让不同燃料释放出相同的热量，比较它们燃烧质量的多少。 (3)我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用q表示，热值的单位是J/kg、J/m3。 燃烧放热计算： Q = qm 固、液体燃料 Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/kg m：质量，单位：kg Q = qV 气体燃料 Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/m3 V：体积，单位：m3 根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？氢的热值是1.4×108 J/kg 若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？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120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 以小组合作--一人走三人留 对照完成 新课讲授 交流与讨论 1.用煤烧水时，煤能完全燃烧吗？ 2.煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？ 新课讲授 观察与思考 不能 不能 二、热机的效率 1.根据“学以致用”可以看出，水吸收的热量远小于煤气放出的热量，为什么在烧水时，水不能吸收煤气燃烧放出的全部热量？这说明了什么？ 答案　煤气燃烧放出的热量除了要加热水，还要加热容器和周围的空气，即有热量的散失与损耗。这说明燃料的热量不能被完全利用。 合作探究 热机（如内燃机）在工作时，能不能将燃料所放出的热量全部用来对外做功呢？热量都去哪里了？ 燃气内能 损失的内能 无用的机械能 有用的机械能 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% 常见的热机效率 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，减少各种能量损失，提高效率； 3.利用废气的能量，提高燃料的利用率。 提高热机效率 探讨思考 分组进行讨论，下列情况中燃料释放的能量都去哪里了？ 小组1：利用煤炭去将一壶水烧开，煤炭放出的热量都利用在哪些地方了？ 小组2：用煤作为蒸汽火车的燃料，释放的热量最终流向哪里了？ 部分用于烧水，部分流向空中，燃料不能完全燃烧 部分用于火车运行，部分流向空中，摩擦消耗一部分热量，煤炭不能完全燃烧 ① 燃料燃烧不够完全。 ② 废弃物带走很大一部分热量。 ③ 一部分消耗在散热上。 ④ 克服摩擦消耗一部分热量。 高温的空气带走相当一部分热量， 燃料很难完全燃烧 被水吸收的热量 有效利用 60% 散失 25% 未燃烧 15% 一部分热量直接散失掉 能量损失的因素 所以热机的效率总是小于1 17 议一议 怎样提高热机的效率？ 使燃料充分燃烧; 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 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。 18 热机的效率能达到100%吗？为什么？ 　　不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失受燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。 想一想 3. 完全燃烧15kg热值是 3.4×107J/kg的木炭，能产生多少热量？想要获得这些热量，需要完全燃烧多少千克氢气？(q氢=1.4 ×108J/kg) 解：Q = qm = 3.4×107J/kg×15kg= 5.1×108J 　　m = Q q氢 5.1×108 J 1.4×108 J/kg = ≈ 3.64 kg 　　4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35% 6. 提高热机效率不但能节约能源，还能减小污染。关于提高热机的效 率，下列措施中正确的是（　A　） A. 尽量减少废气带走的热量 B. 尽量增加燃料的质量 C. 尽量增加热机的工作时间 D. 尽量使用功率大的热机 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 7. 汽油的热值是4.6×107J/kg，它的含义是 ⁠ 。汽油燃烧时将 能转化为内能，完全燃 烧 kg的汽油放出2.3×108J的热量。 1kg汽油完全燃烧放出来 的热量为4.6×107J　 化学　 5　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 机械效率总小于1(因为有用功总小于 总功) 3.热机的效率总是小于1，因为燃料很难完全燃烧，能量的转换过程中，有部分的热量会散失，所以吸收的热量一定小于放出的热量。 4.提高热机效率的方法：让燃料尽可能充分燃烧，减少能量损失，改进设备加快热量吸收。 随堂练习 燃料的热值 １．关于燃料的热值,下列说法中正确的是( ) A．燃料的热值越大,燃烧时达到的温度就越高 B．燃料的热值越大,燃烧时放出的热量就越多 C．燃料燃烧越充分,则燃料的热值就越大 D．燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关 热值大，不知道质量无法知道热量多少 D $