14.4跨学科：热机效率和环境保护 课件-2026-2027学年九年级沪科版物理全一册

该初中物理课件聚焦“热机效率与环境保护”，核心涵盖热值概念、热机效率定义及计算、提高效率方法，通过木材燃烧放热、不同燃料热值比较等生活现象导入，构建从能量转化到公式应用的学习支架。 其亮点是结合汽车行驶、燃气灶烧水等实例，通过例题与变式题强化科学推理和模型建构，融入环境保护主题体现社会责任。采用问题驱动教学，学生能深化能量观念，教师可高效落实核心素养培养。

14.4跨学科：热机效率与环境保护 1.木材燃烧时，放出热量，使人感到温暖，人的内能增大，那这些热量是怎么产生的呢？ 燃烧时，燃料的___________转化为___________能。 2.相同质量的纸和木头燃烧，谁释放的热量更多？这说明什么？ 化学能 内 相同质量的不同燃料，能够释放出的热量也有不同。 问题一：什么是热值? 3.热值： (1)定义:1kg某种燃料_______燃烧放出的___________，用___________符号表示。 (2)公式:______________________________。 (3)单位:__________ (4)木炭的热值是3.4×107J/kg，它表示: ______________________________________________。 注意:热值是燃料的一种特性，它取决于燃料的种类，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。 完全 热量 q q= Q m J/kg 焦耳每千克 每千克 木炭 完全燃烧 放出的热量是3.4×107J/kg 4.查阅课本上的热值表，为什么发射火箭要用液态氢作燃料，而不用煤炭呢？ 例题1 1kg木炭的热值是3.4×107J/kg，那么下列说法正确的是( ) A.10kg木炭的热值就是3.4×108J/kg。 B.不完全燃烧时木炭热值就会减小。 C.完全燃烧0.1kg木炭可以放出3.4×106J热量。 D.容易燃烧的燃料，热值定大。 C 例题2 燃烧100kg煤时，最多可以释放多少热量？（q煤=2.9×107J/kg） 如果用天然气取代煤，要释放相同的热量，需要燃烧多少立方的天然气？（q天然气=8.7×107J/m3） 问题二：如何理解热机效率? 1. 热机中燃料的能量去哪儿了？ 2. 什么是热机效率？ （1）定义：热机效率是热机所做的________与所用燃料_____________ 燃烧释放的热量的_______。 有用功 完全燃烧 比值 （2）公式：______________ 例题3 甲汽油机的热机效率比乙汽油机的热机效率高，这表明（ ） A．甲做功比乙多 B．甲做功比乙快，功率更大 C．甲消耗的汽油比乙少 D．以相同的速度行驶相同的路程，乙消耗的汽油多 D 变式1 下列说法正确的是（　　） A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100% B．尽量增大热机的功率，可以提高热机的效率 C．热机尾气等会带走很多能量，故热机效率不可能为100％ D．在压缩冲程中内燃机将内能转化为机械能 C （3）了解一些热机效率。 （4）提高热机效率的方法有哪些？ 使燃料充分燃烧 尽量减少各种热量损失 利用废气的能量 注意保养，保证良好的润滑 例题4 热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（　　） A．尽量增加热机的工作时间 B．尽量增加废气带走的热量 C．尽量使用热值更大的燃料 D．尽量减少热机部件的摩擦 变式2 关于热机的效率，下列说法正确的是（　　） A．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C．热机的效率越高说明做功越快 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 D A 变式3 为缓解城市交通压力，近几年成都大力发展有轨交通，几条地铁线路已经开通运行，同时又在积极投建对环境污染更小的有轨电车以取代部分用污染较大的柴油机作动力的公交车。关于电车和柴油车，下列正确的是（ ） A．电车电动机工作时将机械能转化为电能 B．电车电动机能够将电能全部转化为机械能 C．因为电车电动机的污染比柴油机的小， 所以电动机的功率一定比柴油机小 D．一般情况下，电车电动机的效率比柴油机的效率高 D 问题三：如何计算热机效率？ 公式：热机效率______________________ （1）燃料完全燃烧获得热量________________________ 有用机械功________________________ 例题5 一辆汽车在1 h的时间内，在水平路面上匀速行驶了72 km，消耗汽油6 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为1.5 t，汽油的热值为4.6×107 J/kg，g＝10 N/kg。求（1）汽车在这一个小时内做的有用机械功；（2）这辆车发动机的效率。 变式4 工厂为了测试汽车发动机的效率，让汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶2km.已知轿车发动机的功率为46kW，汽油的热值为4.6×107J/kg.（1）求小汽车在行驶过程中受到的阻力；（2）若该过程中发动机把汽油完全燃烧产生的内能转变为机械能，再通过传动机械驱动汽车行驶的效率是25%，则在这个过程中发动机需要消耗的汽油质量为多少？ 变式5 一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600 r/min，该柴油机活塞1 s对外做功_______次。若其效率为40%，消耗5 kg的柴油转化成的机械能是___________J。（柴油的热值是q=3.3×107J/kg） 6.6×107 30 （2）如何计算炉子烧水的效率？ 吸热（Q吸）__________________ 燃料完全燃烧释放的热量（Q放）_______________________ 效率（η） ____________________ 例题6 天然气相比煤气具有火力猛、燃烧充分等优点。用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容c=4.2×103J/（kg•℃），天然气的热值q=7.0×107J/m3。求： （1）天然气完全燃烧放出的热量；（2）水吸收的热量； （3）此燃气灶的效率。 课堂总结 今天学了什么？ $