14.4热机效率和环境保护 课件-2026-2027学年沪科版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕热机效率和环境保护，系统讲解燃料的热值（定义、公式、单位）、热机效率的概念及计算，通过“想一想”问题链衔接比热容与热值，构建从能量来源到效率分析的学习支架。 其亮点在于融合物理观念（能量转化）、科学思维（问题驱动与模型建构）和科学态度与责任（环保意识），通过火箭燃料选择、热机能量去向分析等实例，结合例题与计算训练，帮助学生深化理解，教师可高效落实知识与素养目标。

14.4跨学科：热机效率和环境保护 沪科版 柴薪 煤炭 石油 天然气 从哪里获得内能？ 想一想： 1、相同质量的水升高相同的温度，吸收的热量相等吗? 2、分别使用烟煤、干木柴、液化气使相同质量的水升高相同的温度，所消耗的燃料的质量相等吗？ 3、不同的燃料燃烧放出热量的能力相同吗？ 相等 不相等 不相同 　　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。用字母q表示。 　　国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 　　气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 1.定义： 3.单位： 热值 2.表达式： Q = mq 或 Q = Vq ◆燃料的热值表 注：燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等无关。 ◆为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 液态氢的热值较大，与等质量的其它燃料相比，完全燃烧时放出的热量较多，能转化为更多的机械能。 例1.木炭的热值为q=3.4×107J/kg，完全燃烧质量为m=5kg木炭放出的热量为多少？ 例2.煤气的热值为q=3.9×107J/m3 ，完全燃烧体积为V=10m3的煤气放出的热量为多少？ 解：Q=mq=3.4×107J/kg×5kg=1.7×108J 解：Q=Vq=3.9×107J/m3×10m3=3.9×108J 　　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？ 在各种能量的损失中，　　　带走的热量最多 废气 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。 公式： 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 各种热机的效率 （1）热机的效率是热机性能的重要指标 （2）提高效率的途径 　　 提高热机效率，节约能源，减少污染 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。 热机为人类的发展 做出了重大贡献， 但也带来了许多 环境污染问题： 环境保护 例 题 4、质量为500g，初温为-8℃的冰，温度升高到-2℃ ，需吸收多少热量？ ［c冰=2.1×103Ｊ/(kg·℃ )] 解: 冰需要吸收的热量 Q吸=c冰m(t2-t1) =2.1×103 J/(kg·℃)×0.5 kg×[（－2℃）－（ －8℃）] =6.3×103 J 答：6.3×103 J 已知： t1= －8℃ t2= －2℃ 类型五 热机的效率 例5 飞机的发动机是一种热机，通过航空煤油在气室中燃烧，从喷口向后高速喷出气体，使发动机获得向前的推力。高空中某飞机获得的水平推力，以的速度沿水平方向匀速航行，需要完全燃烧热值为的航空煤油。求内： （1）飞机的航程； （2）发动机所做的功； （3）航空煤油完全燃烧放出的热量； （4）发动机的热机效率。 解：（1）飞机的航程： （2）发动机所做的功： 。 （3）航空煤油完全燃烧放出的热量：。 （4）发动机的热机效率： 。 例3 某中学为学生供应开水，用锅炉将的水从加热到 ， 燃烧了的煤。水的比热容是 ，煤的热值是 。 （1）锅炉内的水吸收的热量是多少？ 分析 已知水的质量、水的比热容、水的初温和末温，利用公式 计算水吸收的热量。 解：锅炉内的水吸收的热量为 ‹#› 知识清单 重难点解读 21 （2） 煤完全燃烧放出的热量是多少？ 分析 已知煤的热值和质量，利用公式 计算煤完全燃烧放出的 热量。 解： 煤完全燃烧放出的热量为 ‹#› 知识清单 重难点解读 22 （3）此锅炉烧水时的热效率是多少？ 分析 已知水吸收的热量和煤完全燃烧放出的热量，根据 可求出此锅炉烧水的效率。 解：此锅炉烧水时的热效率为 ‹#› 知识清单 重难点解读 23 7.“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。当汽车以的速度在高速公路上匀速直线行驶时，汽车受到的阻力是整车重力的0.08，效率为。已知汽车整车质量为，油箱容积为。（汽油热值，取） （1）这时汽车牵引力做功的功率是多少？ （2）该车加满一箱汽油，按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程？ 解：（1）汽车的重力：， 汽车受到的阻力：， 汽车做匀速直线运动，则， 汽车牵引力做功的功率：。 （2）汽油完全燃烧放出的热量： ， 牵引力做的有用功： ， 汽车行驶的路程：。 $