4 第十四章 专题1 热量及效率的计算（课件PPT）-【全程突破】2026-2027学年九年级全一册物理同步训练（人教版·新教材）

该初中物理课件聚焦“内能的利用”专题，核心围绕热量及效率计算，通过加热烧水、内燃机功率、综合应用三类图形化案例导入，衔接比热容、热值等前序知识，以公式总结和例题解析为学习支架。 其亮点在于结合生活实例（如天然气热水器）与工程情境（深中通道、南昌舰），通过科学推理和模型建构培养物理观念与科学思维，帮助学生掌握效率计算方法，教师可借助结构化内容提升教学效果。

物理 9年级 全一册 R 专题1　热量及效率的计算 第十四章 内能的利用 类型一 类型二 类型三 例1 某物理兴趣小组的同学用煤炉给10 kg的水加热，同 时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的 图像.若在6 min内完全燃烧了200 g的煤，水的比热容为 4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/kg.求： (1)6 min内煤炉内的水吸收的热量； 类型一 加热烧水类计算 解：由图可知，经过6 min，水的温度由20 ℃升高到80 ℃，则水吸收的热量为 Q吸＝c水m水Δt水＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×106 J 答：6 min内煤炉内的水吸收的热量为2.52×106 J； 上一级 (2)6 min内煤完全燃烧放出的热量； 解：6 min内煤完全燃烧放出的热量为 Q放＝qm＝3×107 J/kg×0.2 kg＝6×106 J 答：6 min内煤完全燃烧放出的热量为6×106 J； (3)煤炉烧水时的加热效率. 解：煤炉烧水时的加热效率为 η＝＝＝0.42＝42％ 答：煤炉烧水时的加热效率为42％. 上一级 ①吸热效率的计算公式：η＝.②Q吸＝cmΔt，Q放＝qm或Q放＝qV. 上一级 1.1如图所示，小明家使用即热式天然气热水器供家里洗刷用水，他想估测家中天然气热水器的加热效率.打开天然气热水器，用温度计测得进水管中自来水的温度为16 ℃，出水管中热水的温度为56 ℃，放出50 kg的热水后消耗了0.5 m3的天然气.求：[q天然气＝4.2×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 上一级 (1)0.5 m3的天然气完全燃烧放出的热量； 解：0.5 m3的天然气完全燃烧放出的热量 Q放＝q天然气V＝4.2×107 J/m3×0.5m3＝2.1×107J 答：0.5m3的天然气完全燃烧放出的热量为2.1×107J； 上一级 (2)50 kg的水吸收的热量； 解：水吸收的热量Q吸＝c水m（t－t0）＝4.2×103 J/(kg·℃)×50kg×(56 ℃－16 ℃)＝8.4×106 J 答：50kg的水吸收的热量为8.4×106 J； 上一级 (3)天然气热水器的加热效率； 解：天然气热水器的加热效率 η＝＝ ＝40％ 答：天然气热水器的加热效率为40%； 上一级 (4)将出水管中的热水与进水管中的自来水再次混合成适宜洗澡的36 ℃的温水，若忽略散热，热水和自来水的质量之比. 解：热水放出的热量Q放＝c水m热（t热－t混） 自来水吸收的热量Q吸＝c水m冷（t混－t冷） 因为不计热量损失，所以c水m热（t热－t混）＝c水m冷（t混－t冷） 则热水和自来水的质量之比m热：m冷=1:1 答：热水和自来水的质量之比为1:1. 上一级 类型二 内燃机功率及效率的计算 例2 东起深圳，西至中山，全长24 km，“桥、岛、隧、水下互通”为一体的超大型跨海工程——深中通道在2024年6月30日通车了.一辆汽车以1.4×104 W的恒定功率匀速行驶30 min通过深中通道，汽车的效率为25％.问：[q汽油＝4.6×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)该过程中牵引力所做的功是多少？ 解：由W＝Pt可得，该过程中牵引力所做的功为 W＝Pt＝1.4×104 W×30×60 s＝2.52×107 J 答：该过程中牵引力所做的功是2.52×107 J； 上一级 (2)该过程中汽车消耗的汽油的质量是多少？(结果保留一位小数) 解：由η＝可得，该过程中汽车消耗的汽油完全燃烧放出的热量为 Q放＝＝＝1.008×108 J 由Q放＝qm可得，该过程中汽车消耗的汽油的质量为 m汽油＝＝≈2.2 kg 答：该过程中汽车消耗的汽油的质量是2.2 kg； 上一级 (3)若将汽车在行驶过程中散失的热量全部利用起来，在标准大气压下，可以使质量为 100 kg、初温为15 ℃的水的温度升高至多少？ 解：汽车在行驶过程中散失的热量为Q散＝(1－η)Q放＝(1－25％)×1.008× 108 J＝7.56×107 J 由Q＝cmΔt可得 ，水升高的温度为 Δt＝＝＝180 ℃ 由于在标准大气压下，故t末＝100 ℃. 答：若将汽车在行驶过程中散失的热量全部利用起来，在标准大气压下，可以使质量为100 kg、初温为15 ℃的水的温度升高至100 ℃. 上一级 ①热机的效率的通用计算公式：η＝.②W有用＝F牵s或W有用＝P牵t，Q总＝qm或Q总＝qV. 上一级 2.1图甲是我国自主研制的第一艘055型万吨级驱逐舰——南昌舰，它标志着中国人民解放军海军驱逐舰实现由第三代向第四代的跨越.若某次航行时，南昌舰从静止出发以恒定推进功率加速直线航行，消耗了450 kg的柴油，达到目标航速后匀速直线航行，航行时的v-t图像如图乙所示.已知南昌舰在匀速直线航行阶段受到的阻力大小为4×106N.求：[q柴油＝ 4×107 J/kg] 上一级 (1)南昌舰在加速阶段消耗的柴油完全燃烧放出的热量； 解：南昌舰在加速阶段消耗的柴油完全燃烧放出的热量 Q放＝mq柴油＝450 kg×4×107 J/kg＝1.8×1010J 答：南昌舰在加速阶段消耗的柴油完全燃烧放出的热量是1.8×1010J； 上一级 (2)南昌舰在本次航行中的恒定推进功率； 解：由图乙可知，南昌舰在120 s后以 15 m/s 的速度做匀速直线运动，处于平衡状态，其受到的推进力与阻力是一对平衡力，大小相等，则F = f = 4×106N 南昌舰的恒定推进功率P = Fv =4×106N×15 m/s= 6×107W 答：南昌舰在本次航行中的恒定推进功率是 6×107W； 上一级 (3)南昌舰发动机在加速阶段的效率. 解：由图乙可知，加速阶段的时间为120 s.南昌舰发动机在加速阶段做的功W = Pt = 6×107W ×120 s = 7.2×109 J 南昌舰发动机在加速阶段的效率η＝ ＝ ＝40％ 答：南昌舰发动机在加速阶段的效率是40%. 上一级 例3 小明暑假时去海边玩，他发现中午时海滩上 的沙子热得烫脚，而海水凉凉的.傍晚，沙子凉 了，海水却变暖了.他想要知道水和沙子的吸、 放热规律，于是选用了两只完全相同的酒精灯分别给质量都是0.4 kg的沙子和水同时加热，他绘制的沙子与水的温度随加热时间变化的图像如图所示.[q酒精＝3.0×107 J/kg，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] (1)图　　　　(选填“甲”或“乙”)是沙子的温度随加热时间变化的图像. 类型三 综合应用 甲 解析：中午时海滩上的沙子热得烫脚，而海水凉凉的，说明吸收相同的热量，沙子升温较快，温度更高，故图甲表示的是沙子的温度随加热时间变化的图像. 上一级 (2)加热2 min，水吸收的热量是　 　　　J. 8.4×104 解析：加热2 min，由图乙可知，水温升高50 ℃，水吸收的热量 Q吸＝c水mΔt水＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.4 kg×50 ℃＝8.4×104 J (3)沙子的比热容大约是　　　　J/(kg·℃).(结果保留整数) 解析：使用同种热源加热2 min，水和沙子吸收的热量相同，由图甲可知， 2 min内沙子的温度升高230 ℃，沙子的比热容c＝＝≈913 J/(kg·℃) 913 上一级 (4)若酒精灯的加热效率均为50％，则实验进行到第2 min时需完全燃烧酒精的质量是　　　　kg. 解析：实验进行到第2 min时酒精完全燃烧放出的热量 Q放＝＝＝1.68×105 J 酒精的质量m酒精＝＝＝0.005 6 kg 0.005 6 上一级 3.1汽车给我们的生产和生活提供了便利. (1)汽车发动机的一个工作循环包括如图甲所示的四个冲程.请按一个工作循环的过程，将图甲的四个冲程重新排序：　　　　. (2)汽车刹车的过程中，机械能转化为　　　　能散失到空气中. CADB 内 上一级 (3)某汽车发动机的能量流向图如图乙所示，由图可知，输出的有用功为燃料释放热量的　　　　 ，完全燃烧0.2kg的汽油能够产生　　　 　 J的有用功.（汽油的热值为4.6×107J/kg） (4)图丙是某台四缸汽油机发动机的示意图，发动机以最大功率工作时的相关数据如表所示.其中，排量是指发动机所有气缸的工作总容积；空燃比是指气缸内空气和燃油的质量之比.图丁中的“工作容积”是指一个气缸在吸气冲程中活塞从上止点移动到下止点时形成的吸气体积.该发动机的一个气缸在吸气冲程中吸入气缸的汽油的质量为　　　　 g；当发动机输出最大功率时，该发动机的效率为　　　　 （结果保留至0.1%）. 30% 22.5 0.05 2.76×106 上一级 发动机 转速 6 000 r/min 气缸内汽油和空气的混合物密度 1.5 kg/m3 排量 2 L 汽油的热值 4×107 J/kg 发动机的最大功率 90 kW 空燃比 14∶1 上一级 本PPT课件由思而优研发制作，仅限思而优配套教学使用。 未经授权，任何人不得以商业目的进行拷贝、转发、转售， 一经发现，我司将追究侵权者的法律责任。 温馨提示 $