14.3 热机的效率 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕燃料的热值、热效率及热机的效率展开，从“生活中用哪些燃料烧开水”的问题切入，通过分类常见燃料，结合质量、种类、燃烧程度对放热影响的思考，引导学生建立热值概念，形成从生活现象到物理概念的学习支架。 其亮点在于以科学探究为导向，通过生活问题驱动思考，结合“牛刀小试”中AG600飞机、神舟十五号等实例，运用科学推理分析热值计算和热效率问题。课堂小结系统梳理公式与单位，培养物理观念和科学思维，帮助学生深化理解，也为教师提供清晰的教学逻辑。

第14章第3节《 热机的效率》 参赛教师：初中物理名师工作室谭雄 人教版物理九年级全一册 2026年祁阳市优质教学资源评选活动 1 九年级全一册物理第十四章 第3节 热机的效率 生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？ 常见的燃料 固体燃料 气体燃料 液体燃料 1、0.5kg的木材和1kg的木材燃烧时放出的热量是否相 同？这说明什么？ 思考： 燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关 2、用1kg的木材和1kg的炭烧水， 水升高的温度不相同，这说明什么？ 燃料燃烧时放出的热量跟燃料的种类有关 3、1kg的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？这说明什么？ 燃料燃烧时放出的热量与燃烧程度有关 燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？ （1）燃料的质量 （2）燃料的种类 （3）燃料的燃烧程度 总结： 我们如何科学地比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？ 热值 一、燃料的热值 1、定义： 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值。 2、定义式： kg 3、单位： 固体液体燃料：J/kg。 气体燃料：J/m3 思考：当一个燃料是固体燃料我们用质量衡量它的多少，如果是气体燃料呢？ 用体积衡量气体燃料的多少。 m3 J 4、燃烧放热计算： 根据 知 固、液体燃料 Q= qm Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/kg m：质量，单位：kg 气体燃料 Q= qV Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/m3 V：体积，单位：m3 求质量： 求体积： 物理意义： q汽油=4.6×107J/kg表示： 1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6x107J。 很大，常用作火箭燃料 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、是否完全燃烧等无关。 思考： 1kg的干木柴热值是多少？ 0.5kg干木柴热值是多大？ 1 m3甲烷完全燃烧能产生多少J热量？这些热量可以使多少kg的水从20 ℃加热到100 ℃？[甲烷的热值q甲烷＝4.2×107 J/m3] 解： Q= q甲烷V=4.2×107 J/m3x1m3=4.2×107 J （1）1 m3甲烷完全燃烧放出热量为： （2）由 Q= cmΔt 得 牛刀小试 但是在生活中，燃烧1m3的甲烷远远达不到我们计算的125kg，这是为什么呢? 二、热效率 燃料燃烧的热量都去哪里啦？ 热效率（炉子、燃气灶的热效率等） 1、概念：吸收的热量占燃料完全燃烧放出热量的比值 叫作热效率。 2、定义式： 3、提高锅炉中燃料热效率的方法 ①把煤磨成煤粉，增大与氧气的接触面积，使燃料尽可能充分燃烧。； ②把空气吹进炉膛增大送氧量。 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？ 废气带走的能量 摩擦和散热损失的能量 有用的机械能 三、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。 1、定义： 2、公式： 热机的效率η一般用百分数表示，总小于1，无单位。 机械效率会大于1吗？为什么？ 三、热机的效率 柴油机的效率为30%~45% 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~40% 3、一些热机的效率 ①保证良好的润滑，减少机械摩擦 ②改变机械结构，减少各种能量损失. ③提高燃料利用率，使燃料充分燃烧 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常由蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。 如何提高热机效率？ 牛刀小试 1、用烟煤烧水时，将10kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了1.4kg的烟煤。水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），烟煤的热值约为3×107J/kg。试求： （1）水吸收的热量是多少？ （2）1.4 kg的烟煤完全燃烧放出的热量是多少？ （3）热效率是多少? 解:(1)Q=cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×10kg×（100-20）℃=3.36×106J (2)Q放＝mq＝1.4kg×3×107J/kg＝4.2×107J 2、如图所示是我国自行设计研制的AG600全状态新构型灭火飞机。若该飞机以270km/h的速度匀速直线航行20min，消耗航空燃油1.35t，飞机发动机的功率为2.25×107W。（航空燃油的热值为4×107J/kg）求： （1）消耗的航空燃油完全燃烧放出的热量是多少？ （2）飞机在航行过程中的阻力是多少？ （3）发动机的效率是多少？ 解（1）Q=mq=1.35×103kg×4×107J/kg=5.4×1010J （2）W=Pt=2.25×107W×20×60s=2.7×1010J S=vt=270km/h× =90km=9×104 m （3） 课堂小结 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫这种燃料的热值。 热值 定义： 定义式： 固体、液体燃料： 。 气体燃料： 。 单位： 或 。 J/kg J/m3 热机的效率 热机的效率η总小于1，无单位。 随堂训练 1、下列关于热值的说法正确的是( ) A．燃料燃烧越充分，热值越大 B．2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大 C．1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg D．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同 D 2、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是（ ） A、液化石油气　　 B、煤气 C、烟煤　　　　　 D、木柴 A 3、2022年11月，神舟十五号载人火箭将了名航天员送入中国空间站。下列关于神舟十五号升空过程中分析正确的是（　　） A．神舟十五号火箭的发动机不是热机 B．神舟十五号火箭利用氢做燃料是因为氢的热值大 C．神舟十五号火箭对氢能的利用效率可以达到100% D．神舟十五号火箭加速升空过程中机械能守恒 B 4、如图所示，是汽车能量转化示意图，关于汽车的效率其中正确的是（ 　） A．33% B．30% C．37% D．40% B 5、在一标准大气压下，质量是0.1kg的酒精完全燃烧放出的热有40％被5kg、50℃的 水吸收。那么水温度升高到多 少？（q酒精=3×107J/kg） 酒精燃烧放出的热量：Q放=qm=3×107J/kg×0.1kg=3×106J 水吸收的热量:Q吸 = Q放× 40% = 3 x 106×0.4=1.2 ×106J 水的最终温度:t=50+57.14 =107.14℃ 6、全球汽车保有量在迅速增长，截至2022年底，我国燃油汽车保有量约为3亿辆。假设每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约多少燃油？ 有用功不变 每辆汽车每年做有用功所需燃油 1.8t×30%=0.54t 效率提高后每年所需燃油量 每辆车每年节约燃油 1.8t-1.74t=0.06t 0.06t×3×108=1.8×107t $