14.3 热机的效率 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，核心涵盖燃料热值概念、热量计算公式及炉子与热机效率分析。课堂从“购车考虑燃油经济性”切入，衔接燃料燃烧能量利用，通过生活现象引出热值，再过渡到效率计算，构建“现象-概念-应用”的学习支架。 其亮点在于以生活实例（购车、烧水、汽车行驶）为载体，强化能量观念与科学思维，通过“想一想”互动、例题解析及及时练习，培养科学探究能力。学生能在解决实际问题中理解概念，教师可依托结构化内容提升教学效率。

人教版（2024）物理九年级全一册 第十四章 内能的利用 第3节 热机的效率 1 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 说说看：人们在购买小汽车时会考虑哪些因素呢？ 价格、配置、外观、安全性和燃油经济性（即油耗高低）…… 其中燃油经济性（即油耗高低）跟燃料的利用率有关。下面我们就一起来学习第2节，怎样衡量燃料的利用率。 2 人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会中，人类所有的能量很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃烧相同质量的以上这六种燃料，放出的热量相同吗？ 3 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。例如，燃烧1kg煤放出的热量，是燃烧1kg木柴放出热量的两倍多。在物理学中用热值来表示燃料的这种性质差异。 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。在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。 注意：热值是燃料的一种特性，其大小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。 4 查课本一些燃料的热值表，你能说出木炭的热值所表示的物理意义吗？ 3.4×107J /kg 1kg 完全燃烧放出的热量是3.4×107J 1kg的木炭完全燃烧放出的热量是3.4×107J。 1kg（m3）的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少J。 5 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 查课本一些燃料的热值表，热值最大的是哪种燃料？你能说它的热值所表示的物理意义吗？这种燃料常用在哪里？ 氢 1kg的氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J 火箭 6 问：木炭的热值是3.4×107J/kg，完全燃烧5kg的木炭可以放出多少热量？ 由木炭的热值表示的物理意义可知，1kg的木炭完全燃烧放出的热量数值上等于它的热值，5kg的木炭完全燃烧放出的热量是1kg的5倍，所以 放出的热量 = 3.4×107J × 5 热值q 质量m 放出的热量Q放 = × Q放=qm q= Q放 m m= Q放 q m—kg 7 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 问：煤气气的热值是3.9×107J/m3，完全燃烧2m3的煤气可以放出多少热量？ 由煤气的热值表示的物理意义可知，1m3的煤气完全燃烧放出的热量数值上等于它的热值，2m3的煤气完全燃烧放出的热量是1m3的2倍，所以 放出的热量 = 3.9×107J × 2 热值q 体积V 放出的热量Q放 = × Q放=qV q= Q放 V V= Q放 q V—m3 8 及时练习 1.完全燃烧0.4m3热值是3.2×107J/m3的天然气，可以放出的热量是多少J？ 2.酒精的热值为3×107J/kg,完全燃烧200g酒精放出的热量是多少J? 解：Q放=qv=3.2×107J/m3×0.4m3=1.28×107J 解：Q放=qm=3×107J/m3×0.2kg=6×106J 热值的单位是J/m3,确定用公式Q放=qv计算燃料完全燃烧放出的热量。 热值的单位是J/kg,确定用公式Q放=qm计算燃料完全燃烧放出的热量。 9 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 想一想：用煤炉、锅炉燃烧煤的过程中，煤是否能完全燃烧？煤燃烧释放的能量都到哪里去了？ 散热、克服摩擦 做功消耗了一部分 燃料燃烧放出的能量 废气带走了 大部分能量 一部分转 化为内能 燃烧不完全损失了一部分能量 有效利用的能量，被水吸收的热量。 10 煤燃烧释放的能量只有一部分转化为内能，大部分能量损失了。 被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。 η Q吸 Q放 η= Q吸 η Q放= Q吸=ηQ放 Q吸 Q放 Q吸=cm(t-t0) 11 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 例题 某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg。求：（1）锅炉内的水吸收的热量；（2）无烟煤完全燃烧放出的热量；（3）锅炉的效率。 m t0 t m c q Q吸 Q放 η 初末温标志词 解：（1）Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×(100℃- 25℃）=6.3×107J （2）Q放=qm煤=3.4×107J/kg×6kg=2.04×108J Q吸 Q放 （3）η= 6.3×107J 2.04×108J = ≈0.31=31% 注意用角标区别水的质量和无烟煤的质量，以免混淆出错。 12 某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6min内完全燃烧了2kg的煤，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤的热值约为3×107J/kg。求： （1）煤完全燃烧产生的热量； （2）经过6min时间加热，水所吸收的热量； （3）煤炉烧水时的热效率。 解：（1）Q放=qm煤=3×107J/kg×2kg=6×107J （2）Q吸=cm水(t-t0)=4.2×103J/（kg•℃）×10kg×(80℃-20℃）= 2.52×106J Q吸 Q放 （3）η= 2.52×106J 6×107J = =0.042=4.2% 13 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 散热、克服摩擦 做功消耗了一部分 燃料燃烧放出的能量 废气带走了 大部分能量 一部分转 化为机械能 燃烧不完全损失了一部分能量 有效利用的能量，即用来做有用功的能量。 想一想：在内燃机中燃料是否能完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 14 对热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，大部分能量损失了。 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。 η W Q放 η= W η Q放= W=ηQ放 W Q放 W=Fs=Pt 15 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 柴油机的效率：30%－45% 汽油机的效率: 20%－30% 16 例题 一辆小轿车以某一速度在平直路面上匀速行驶10km，消耗汽油1L，受到的阻力是966N。已知汽油的热值为4.6×107J/kg，密度为0.7×103kg/m3，求： （1）这些汽油完全燃烧放出的热量； （2）这辆轿车发动机的效率。 已知s 已知V=1L=1×10-3m3 已知f 已知q 已知ρ 分析：（1） Q放=qm m =ρV 反推倒求 第①步 第②步 17 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 W =Fs F=f 反推倒求 第①步 第②步 第③步 W Q放 （2）η= 解：（1）m =ρV=0.7×103kg/m3×1×10-3m3=0.7kg Q放=qm=4.6×107J/kg×0.7kg=3.22×107J (2) F=f=966N W=Fs=966N×104m=9.66×106J W Q放 η= = 9.66×106J 3.22×107J =0.3=30% 18 1.一辆小汽车在平直的公路上以108km/h的速度匀速行驶10min消耗汽油1kg，已知发动机的牵引力是800N，汽油的热值4.6×107J/kg。求：（1）小汽车通过的路程；（2）汽油完全燃烧放出的热量；（3）小汽车发动机的效率。(保留一位小数） 已知q 已知V=108km/h=30m/s 已知t=10min=600s 已知m 已知F 分析： (1)s=Vt (2)Q放=qm W =Fs W Q放 （3）η= 19 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 解：（1）s =Vt=30m/s×600s=1.8×104m （2）Q放=qm=4.6×107J/kg×1kg=4.6×107J （3）W=Fs=800N×1.8×104m=1.44×107J W Q放 η= = 1.44×107J 4.6×107J ≈0.31≈31% 20 自己总结这节课你有哪些收获？ 1、某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(体积)之比叫做这种燃料的热值（q）。单位是J/kg或J/m3。 2、热值的物理意义：1kg(m3)的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少J。 3、燃料完全燃烧放出的热量计算： 理解物理量之间的关系要特别是能量转换的效率问题。理论与实践结合效果最佳。实验探究是物理学习的灵魂。物理学习的关键在于理解概念，物理学习中的思维训练应当特别是浮力产生的原因。建立物理学习小组互相讨论。比较不同条件下的物理变化，科学态度是物理学习的基础。建议每天解决2-3道典型例题。包括热传递的三种方式。包括物态变化的能量分析。特别是能量转换的效率问题。尝试用物理原理解释日常问题。 4、燃料的利用率不高的两种原因：①燃料没有完全燃烧；②有热量损失。 ②用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做热机的效率。 5、① 被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做炉子的效率。 22 1、燃料完全燃烧放出的热量计算： 2、炉子的效率和热机的效率的计算： $