14.3 热机的效率 课件 2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕“热机的效率”展开，核心知识点包括热值概念及计算、热机效率定义及提高方法。通过火箭发射选用液氢燃料的问题导入，先介绍燃料分类，再通过实验探究不同燃料放热本领，引出热值，最后过渡到热机效率，构建从概念建立到应用分析的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，实验设计采用控制变量法和转换法培养科学思维，结合火箭燃料选择实例强化能量观念。课堂练习注重计算应用，小结结构化梳理知识。帮助学生提升探究能力和知识应用能力，为教师提供逻辑清晰的教学流程和实用实例。

第十四章 内能的利用 第3节 热机的效率 物理杨老师 学习目标 一、知道不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念；能简单计算燃料释放出的热量； 二、知道什么是热机效率；如何提高热机效率方法。 三、掌握热机效率的相关计算的过程。 新课引入 火箭发射的震撼瞬间 思考：这些火箭采用液氢作为燃料，那么为什么选择液氢呢？ 燃料 秸秆 木柴 煤炭 石油 天然气 燃料分为固体燃料、液体燃料、气体燃料。燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能。 热值 想想议议：根据你的生活经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？并要找出事实来支持你的观点，并进行分析。 思考：烧开同样一壶水需要燃烧酒精和柴油质量一样吗？酒精和柴油燃烧放出相同的热量时用酒精和柴油的质量一样吗？ 实验： 探究不同燃料的放热本领。 设计实验：选取相同质量的酒精和柴油，对相同质量的水进行加热，比较水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。 实验方法：控制变量法（控制相同质量的燃料） 转换法 （通过比较水温度的升高（Q吸）来比较燃料放出的热量） 柴油 设计步骤 （1）取相同质量的酒精和柴油 （2）取相同质量的水 （3）至下而上安装实验器材对水加热 注意：加热前需记录水的初温度 （4）燃料燃尽时记录水的末温度 实验数据 实验论证 结论：水升高的温度不同，说明燃烧相同质量的酒精和柴油，柴油放出的热量大于酒精放出的热量。 大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。物理学中用热值来表示燃料放出热量的本领。 一、热值 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。用符号q表示。 表达式： 单位：固体液体燃料：J/kg 气体燃料：J/m3 热值 理解： （2）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。 （1）不同种燃料的热值一般不同。 （3）物理意义：q氢气=1.4×107J/kg表示：1kg的氢气完全燃烧放出的热量是1.4×107J。 为什么火箭大多用液氢作为原料？ 因为氢气的热的热值大 课堂练习 1.下列关于热值的说法正确的是（ ） A. 质量2 kg 煤的热值大于 1 kg 煤的热值 B. 燃料热值越大，燃烧时放出的热量越多 C. 燃料燃烧放出的热量越多，热值越大 D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 D 一、热值 热量的计算 Q= mq= vq Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/m3 V：体积，单位：m3 m：质量，单位：kg 课堂练习： 2. 1 m3甲烷完全燃烧能产生多少J热量？[甲烷的热值q＝4.2×107 J/m3] 3. 50kg氢气完全燃烧能产生多少J热量？[氢气的热值q＝1.4×108 J/kg] 2.解：Q放= qV =1m3 x 4.2×107 J/m3 =4.2×107 J 3.解：Q放= mV =50kg x 1.4×108 J/kg =7×108 J 热机工作时需要消耗煤、汽油、柴油等燃料，对外做功的目的是将燃料中的化学能转化为机械能。热机中燃料燃烧释放的热量能被完全利用吗？ 利用燃料烧水过程中，有效利用热量只有被水吸收的部分，高温的烟气带走了一部分，还有一部分热量直接散失掉。 热机的效率 热机的效率 定义：用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 表示符号：η （η总小于1） 公式： 一些热机的效率 提高热机效率：使燃料充分燃烧，减少各种热量损失，利用废气的能量，减少摩擦额外消耗的功。 课堂练习 4.某型号汽车在一段平直的公路上匀速行驶50km，受到的阻力是1.0×103N，消耗燃油 3.2kg（假设燃油完全燃烧）, 热值q＝4×107J/kg， 求：（1）汽车牵引力所做的是多少？ （2）该汽车的热机效率是多少？ （1）汽车匀速直线运动，F=f=1.0×103N W有=Fs=1.0×103N×50×103m=5×107J (2)燃料燃烧放热 Q放=qm=4×107J/kg×3.2kg=1.28×108J =39% = 5×107J 1.28×108J 课堂练习 5.天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为7.0×10⁷ J/m³, 完全燃烧0.05 m³ 天然气可以放出多少焦的热量?这些热量若只有42%被水吸收，则可以使常温下5 kg的水温度上升多少摄氏度? 课堂小结 课堂小结 感谢聆听 $