14.3 热机的效率 课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦燃料的热值与热机的效率，通过神州二十号发射情境提问火箭燃料选择，结合复习回顾热机定义等旧知，搭建能量转化视角的学习支架，引导学生从生活燃料使用过渡到科学概念。 其亮点在于情境化探究与科学思维融合，如家用煤气灶烧水实例中计算热量与效率，分析能量流向培养科学推理能力。小结结构化梳理定义公式，助学生构建能量观念，既激发学习兴趣，又为教师提供丰富教学资源提升效率。

第十四章 内能的利用 第3节 热机的效率 ………… ……… …… 1 1.从能量转化的角度认识燃料的热值，知道燃料热值的物理意义及其单位。 2.能计算燃料完全燃烧放出的热量。 3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率，知道如何提高热机效率 。 ………… …… 学习目标 1. 什么样的机械叫热机？ 2. 汽油机和柴油机的共同特点有哪些？ 3. 用于做功的内能从何而来？ ①都是将燃料放在气缸内，燃烧后产生高温高压的气体，推动活塞对外输出机械能。 利用内能做功的机械。 ②都是四冲程构成的一个工作循环，周而复始的工作。 将燃料放在气缸内，燃烧后产生的内能。 生活中常见的燃料有哪些？怎么分类的。 ………… …… 复习回顾 神州二十号发射 ………… …… 新知导入 思考：火箭发动机中为什么采用氢做燃料呢？ ………… …… 新知导入 人类在原始社会时就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。 在现代社会，人类所用能量的很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。（烧水做饭、现代科技的汽车、飞机、火箭等） ………… …… 新知导入 知识点一：燃料的热值 1.燃料的分类 木柴 煤 酒精 汽油 煤气 天然气 固体燃料 液体燃料 气体燃料 2. 能量转化： 化学能→内能 ………… …… 新知探究 某工厂要给所有员工每天提供10t开水，现在分别使用木柴、煤烧开水。你更倾向于使用哪一种燃料？ √ ………… …… 新知探究 （1）定义： 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，用符号q表示。 （2）单位： 焦每千克，符号：J/kg（固、液体燃料） 焦每立方米，符号：J/m3（气体燃料） （3）物理意义： 数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 （4）计算公式 指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程 3.热值 气体：q= 固体或液体：q= ………… …… 新知探究 一些燃料的热值 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 1 kg的干木柴完全燃烧，放出热量是1.2×107 J 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 1 m3的沼气完全燃烧，放出热量是1.9×107 J 对于气体燃料：q= 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。 ………… …… 新知探究 　　燃烧 1 kg 汽油，测得放出的热量为 4.6×107 J；燃烧 100 g 液氢，测得放出的热量为 1.4×107 J，则______燃烧时的放热能力更强。 液氢 4.6×107 J 1.4×107 J 1 kg 0.1 kg < 现在，你知道为什么发射火箭要用氢做燃料了吗？ ①氢的热值：1.4×108J/kg，目前最高； ②氢质量小，有效载荷大； ③氢气燃烧后的产物是无污染的水。 ………… …… 新知探究 利用家用煤气灶，把质量是1kg的水，从室温加热至100℃，消耗多少煤气？ 710.9946m3 − 710.971m3 = 0.0236m3 710.971m3 710.9946m3 这些煤气能放出多少热量？它们都被水吸收了吗？ 生活情境 ………… …… 新知探究 用煤气将1kg的水烧开（从25℃加热到100℃），这些煤气完全燃烧放出热量是多少J？水吸收的热量是多少J？ （煤气的热值是3.9×107J/m3） Q放 = qV煤气 = 9.204×105 J = 3.9×107 J/m3×0.0236m3 Q吸= cm水Δt = 3.15×105 J = 4.2×103 J/(kg · ℃)×1 kg×(100℃-25 ℃） ………… …… 新知探究 Q放 Q吸 = 3.15×105 J 9.204×105 J 34.2% = 燃料的 内能 ④燃料不能完全燃烧 ① 散热 ②加热煤气灶壁 水吸收 的热量 ③ 加热水壶 烧水时,水为什么不能吸收煤气燃烧放出的全部热量？ ………… …… 新知探究 机械效率 烧水的热效率 有用功 额外功 总功 水吸收的热量 燃料没有完全燃烧损失的能量、被容器等吸收的热量、散失到空气中的热量 燃料完全燃烧放出的热量 （　　 　　或　　 　　） 效率的计算 ………… …… 新知探究 内燃机中燃料能够完全燃烧吗？燃料燃烧的能量都分别流向哪了？ ④燃料不能 完全燃烧 有用的 机械能 燃料的 内能 ②克服机器的摩擦 ① 散热 ③ 废气带走 ………… …… 新知探究 热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。 知识点二：热机的效率 2.定义式： 3.物理意义： 用来做有用功的那部分能量，与燃烧完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 1.定义： η=×100% ………… …… 新知探究 常见的热机效率 蒸汽机的效率只有 6%～15% 汽油机的效率只有20%～40% 柴油机的效率只有30%～45% 所有热机效率都小于1 ………… …… 新知探究 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； 3. 保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的能量； 4. 设法利用废气中的能量. ………… …… 新知探究 从火车到火箭 生产的发展需要强大的动力。17世纪，人类发明了热机。最早的热机是蒸汽机。 交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机。于是，内燃机应运而生.内燃机有柴油机、汽油机两大类。 电力工业的发展需要功率巨大的热机来带动大型发电机。1884年出现的蒸汽轮机满足了这个需求。 早期的飞机是由内燃机提供动力的。从上世纪40年代开始，飞机上越来越多地使用喷气式发动机。 ………… …… 新知探究 热机的效率 燃料的热值 概念：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 单位：焦每千克（J/kg）；焦耳每立方米（J/m3） 公式 液体或固体：q= 气体：q= 热机的效率 定义：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，叫作热机的效率。 公式：η=×100% 提高热机的效率 ………… …… 课堂小结 1.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B．燃料没燃烧时就没有热值 C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃 料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 D．容易燃烧的燃料热值一定大 C ………… …… 随堂练习 2．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法 D ………… …… 随堂练习 3. 某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×10 3J/(kg•℃)，天然气的热值为3.2×10 7J/m 3。求：  （1）天然气完全燃烧放出的热量；  （2）水吸收的热量；  （3）该热水器工作的效率。 ………… …… 随堂练习 （1）天然气完全燃烧放出的热量；  解：Q放=Vq=1m3×3.2×107J/m3=3.2×107J Q吸=cm（t-t0） =4.2×103J/（kg•℃）×100kg×（50℃-20℃） =1.26×107J η= =≈39.4% （2）水吸收的热量； （3）该热水器工作的效率。 ………… …… 随堂练习 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $