14.3 热机的效率 课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册（新教材）

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，涵盖燃料热值（定义、单位、公式）和热机效率（定义、影响因素、提高方法）。通过“烧开一壶水用不同燃料”等生活实例导入，以问题链衔接燃料燃烧与能量利用，构建知识支架。 其亮点在于融合物理观念与科学思维，通过热值表格对比、公式推导（Q=qm）及计算题培养科学推理，结合“全球首款53.09%热效率柴油机”等实例渗透科学态度与责任。中考真题及同步练习助力学生深化理解，教师可高效开展教学。

人教版物理九年级全册精做课件 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026年6月14日 14.3 热机的效率 第十四章 内能的利用 人教版九年级物理14.3热机的效率同步练习题 一、填空题（每空2分，共20分） 1. 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______，其单位是______，它是燃料的一种固有______，与燃料的质量、燃烧是否充分无关。 2. 燃料完全燃烧放热公式：$$Q_{放}=$$______（固体、液体燃料）；对于气体燃料公式为$$Q_{放}=Vq$$。 3. 热机效率是指热机用来做______的那部分能量，与燃料______放出的热量之比，热机效率的数值总是______1（选填“大于”“小于”或“等于”）。 4. 热机工作中，能量损失主要来自：废气带走大部分热量、机械散热、______摩擦消耗能量，提高热机效率的核心是______能量损耗。 二、选择题（每题4分，共20分） 5. 关于燃料的热值，下列说法正确的是（） A. 燃料燃烧越充分，热值越大 B. 燃料质量越大，热值越大 C. 热值与燃料燃烧情况无关 D. 未燃烧的燃料热值为0 6. 下列关于热机效率的说法正确的是（） A. 热机效率可以达到100% B. 热机效率越高，能量利用率越高 C. 热机功率越大，效率越高 D. 效率越高的热机，做功越多 7. 汽油的热值比酒精大，其含义是（） A. 汽油含有的热量更多 B. 完全燃烧相同质量的汽油和酒精，汽油放热更多 C. 汽油燃烧更充分 D. 汽油储存的内能更大 8. 下列措施中，不能提高热机效率的是（） A. 减少机械摩擦损耗 B. 尽量让燃料充分燃烧 C. 增大热机做功速度 D. 回收利用废气余热 9. 一台热机效率为30%，其物理意义是（） A. 30%的燃料完全燃烧 B. 70%的能量转化为有用功 C. 燃料完全燃烧放出的热量有30%转化为有用功 D. 以上说法都不对 三、实验与分析题（18分） 10. 结合热机效率相关知识，完成填空分析： （1）燃料不完全燃烧时，实际放出的热量会______（选填“大于”或“小于”）理论放热，会______热机效率。 （2）热机工作时废气温度很高，会带走大量______，是热机能量损耗的主要原因。 （3）提高热机效率的两种常用方法：______、______。 四、计算题（22分） 11. 已知酒精的热值$$q=3.0\times10^{7}\text{J/kg}$$，完全燃烧0.2kg酒精，求放出的总热量。 12. 某汽油机完全燃烧0.5kg汽油，放出$$2.3\times10^{7}\text{J}$$的热量，其中有效利用的机械能为$$6.9\times10^{6}\text{J}$$，求该汽油机的热机效率。 五、简答题（20分） 13. 为什么热机效率永远无法达到100%？请结合能量损耗的原因简要说明。 参考答案 1. 热值；J/kg；特性 2. mq 3. 有用功；完全燃烧；小于 4. 机械；减少 5.C 6.B 7.B 8.C 9.C 10.（1）小于；降低 （2）热量 （3）使燃料充分燃烧；减少机械摩擦和废气热量损耗 11. 解：$$Q_{放}=mq=0.2\text{kg}\times3.0\times10^{7}\text{J/kg}=6\times10^{6}\text{J}$$ 12. 解：$$\eta=\frac{W_{有}}{Q_{放}}\times100\%=\frac{6.9\times10^{6}\text{J}}{2.3\times10^{7}\text{J}}\times100\%=30\%$$ 13. 答：热机工作过程中存在多种不可避免的能量损耗，包括废气带走大量热量、机械摩擦消耗能量、机身散热损失能量等，无法将燃料燃烧释放的所有热量全部转化为有用机械能，因此热机效率永远达不到100%。 学习目标 1.了解燃料热值的定义，知道它是燃料的一种特性，仅与燃料种类有关，反映燃料燃烧的放热本领。 2.利用热值的概念，推理归纳出燃料完全燃烧时放出热量的计算公式，并能进行简单计算。 3.通过查找资料，探究影响热机效率的因素，使学生学会寻找证据从而验证猜想。 学习目标 问题 汽油机和柴油机的内能从哪来？ 燃烧汽油和柴油 燃料燃烧释放的热量能被热机完全利用吗？ 燃料的热值 要烧开一壶水，我们可以使用哪些燃料呢？ 木柴、煤炭…… 酒精、汽油、煤油…… 煤气、天然气…… 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料的热值 如何描述物质的这种能力呢？ 热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 热值：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。 符号：q 单位：焦每千克，符号J/kg 相同条件下，1 kg 木柴和1 kg 煤，哪种燃料能烧开更多的水？ 燃料的热值 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。 燃料 热值 燃料 热值 干木柴 约1.2×107J/kg 柴油 4.3×107J/kg 烟煤 约2.9×107J/kg 煤油 4.6×107J/kg 无烟煤 约3.4×107J/kg 汽油 4.6×107J/kg 焦炭 3.0×107J/kg 氢气 1.4×108J/kg 木炭 3.4×107J/kg 焦炉煤气 约1.7×107J/m3 酒精 3.0×107J/kg 沼气 约1.9×107J/m3 燃料的热值 质量 完全燃烧放出的热量 1 kg干木柴 2 kg干木柴 m kg干木柴 1.2×107J 1.2×107J×2 1.2×107J ×m m kg某燃料 q × m 完全燃烧放出的热量=热值×质量 Q = qm Q = qV 对于气体： m = q Q q = m Q 对于固体、液体： 燃料的热值 例题 某一艘运载火箭发射时，使用了300t 的液氢，这些燃料完全燃烧时能释放多少热量？ 解：放出热量 Q = qm =1.4×108 J/kg× 300×103 kg =4.2×1013 J 若用汽油完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨汽油？ 需要汽油 m = = ≈9.13105kg=913t 4.2×1013 J 4.6×107J/kg 热机的效率 1.燃料很难完全燃烧 2.高温的烟气带走一部分热量 3.装水的容器会吸收一部分热量 4.煤气灶会吸收一部分热量 …… η＝　　　　　　　　　 W有用 W总 Q吸 Q放 η＝　　　　　　　　　　 热效率：吸收的能量与燃料 完全燃烧放出能量的比值。 家里使用煤气灶烧热水，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧的热量能够被水完全吸收吗？ 热机的效率 内燃机中燃料能够完全燃烧吗？燃料燃烧放出的热量都分别流向哪了？ 燃料的 化学能 燃料无法完全燃烧 废气带走的能量 克服摩擦做功 机器传热消耗的能量 做有用功的能量 W有用 Q放 η＝ 机器的效率能达到100%吗？ 热机的效率：用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比。 热机的效率 汽油机效率 20%~40% 蒸汽机效率6%~15% 柴油机效率30%~45% 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。 热机的效率 从火车到火箭 “中国航天之父”钱学森 视频 从火车到火箭 1. 在跨学科实践活动中，小华调查“家用燃 料的变迁与合理使用”时发现，爷爷小时候使用木柴作为家用 燃料；爸爸、妈妈小时候用煤，之后用液化气；如今小华家 使用天然气为家用燃料，主要是天然气的( ) B A. 密度较大 B. 热值较大 C. 比热容较大 D. 沸点较高 中考考法 13 2. ［多选］汽油的热值为 。这个数值究竟有多大？ 有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：现有一个 的 中学生，从大厦的1楼步行至11楼（走了10层楼），每层楼的层高 为，如果质量为 的汽油完全燃烧放出的热量和中学生克服重 力做的功大小相等，下列说法正确的是 取 ( ) BCD A. 汽油的热值为，表示 汽油燃烧放出的热量为 B. 汽油的热值与汽油的质量和燃烧放出的热量均无关 C. 该中学生克服重力做了 的功 D. 通过计算可知汽油的质量约为 中考考法 14 3. 我国研制的全球首款本体热效率达 的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热 效率的世界纪录。与普通柴油机平均 的热效率水 平相比，下列关于该款柴油机说法正确的是( ) A A. 消耗 柴油，该柴油机内能转化为机械能更多 B. 消耗 柴油，该柴油机释放的热量更多 C. 该柴油机工作时消耗的燃料一定更少 D. 消耗 柴油，该柴油机由于摩擦损失的能量一定更少 中考考法 15 4. 如图所示的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( ) B A. B. C. D. 中考考法 16 5.某小轿车在一段平直的公路上匀速行驶，已知这段过程小 轿车牵引力所做的有用功为，这段过程消耗 的燃油，其中，燃油的热值 ,假设燃油完全燃 烧，则： （1）该小轿车的热机效率为_____。 【点拨】 ； 小轿车的热机效率 。 中考考法 17 （2）为了节约能源，需要提高热机效率。关于提高热机效 率的方法，下列说法正确的是___。 D A. 尽量使用热值大的燃料 B. 采用先进的制造技术，能将热机的效率提高到 C. 尽量增加热机工作时间 D. 尽量减少废气带走的热量 中考考法 18 6. 能量转化的过程在人体内不断地发生。 食物也是一种“燃料”，其营养成分在人体细胞中与氧结合， 提供细胞组织所需的能量。一袋饼干的营养成分表上标有“ ”，该标识的含义与以下物理量的含义类似的 是( ) A A. 热值 B. 热量 C. 比热容 D. 内能 中考考法 19 7. 干木柴、焦炭和无烟煤的热值如图所 示，下列说法正确的是( ) C A. 在完全燃烧的条件下，无烟煤放出的热量最多 B. 在质量相同的条件下，干木柴燃烧放出的热量最少 C. 焦炭的热值等于 焦炭的热值 D. 燃烧焦炭放出的热量小于燃烧 焦炭放出的热量 中考考法 20 8. 甲、乙两台汽油机，甲的功率是乙的2倍，甲的效率是 ，乙的效率是 ，那么甲、乙在相同时间内所消耗汽 油的质量之比为( ) D A. B. C. D. 中考考法 21 课堂小结 热机的效率 燃料的热值 热机的效率 用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比 提高热机效率的方法 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比 单位：J/kg J/m3 公式：Q = qm Q = qV Q吸 Q放 η＝ W有 Q放 η＝ $