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和热机效率，通过火箭燃料对比、烧水实例等生活问题导入，先探究不同燃料放热本领建立热值概念，再分析能量损失引出热机效率，构建递进式学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，用控制变量法实验（如干木柴和酒精加热水）培养科学思维，结合热值计算、热机效率实例（如煤气灶烧水效率）深化能量观念。课堂小结结构化梳理知识，助力学生系统认知，教师可借多样化例题提升教学效果。

九年级物理全册•人教版（2024新版） 第3节 热 机 的 效 率 第十四章——内能的利用 第3节 热 机 的 效 率 学习目标 从生活中体会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； （重点） 1 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向；知道什么是热机效率；如何提高热机效率。（重点） 2 其他效率的相关计算。（难点） 3 新知探究 知识点一. 燃料的热值 ？ 问题 火箭发射所需的推进剂燃料，可以换成拖拉机或飞机采用的柴油或汽油吗？ 拖拉机燃料 柴油 飞机发动机燃料 航空汽油和航空煤油 火箭助推器燃料 液氢液氧 固体燃料 液体燃料 气体燃料 木炭、煤等 汽油、酒精等 煤气、天然气等 燃料的分类 想想议议 相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？ 要找出事实来支持你的观点，并进行分析。 烧水时，烧开同样一壶水需要木柴质量多，而需要煤气质量却较少。 木柴和煤气燃烧放出相同的热量时，所用木柴的质量比所用煤气的质量大。 相同质量的木柴和煤气燃烧时，放出的热量是不同的。 探究不同燃料的放热本领 提出问题： 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 实验设计：选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。 实验方法：控制变量法和转换法　 干木柴 实验过程： 选择相同质量的干木柴和酒精，分别对相同质量，初温相同的水进行加热，观察实验现象，收集实验数据，并分析。 温度 燃料 加热前温度/℃ 燃料燃尽后的温度/℃ 水温的变化/℃ 5g酒精 28 83 55 5g干木柴 28 62 37 实验数据： 实验结论： 相同质量的酒精和木柴加热完全相同的水，水升高的温度不同，酒精加热的水升高的温度更多。 大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 燃料的热值 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。 单位： 固体液体燃料：J/kg 气体燃料：J/m3 理解： 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。 表示符号： q 表达式： 物理意义： q汽油=4.6×107J/kg表示： 1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6x107J。 （5）、载人飞船用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢的 大 热值 2.下列关于热值的说法正确的是（ ） A. 2 kg 煤的热值大于 1 kg 煤的热值 B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C. 0.5 kg 酒精完全燃烧时放出的热量为1.5×107 J， 则此酒精的热值是 0.75×107 J/ kg D. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关 1.下列关于热值的说法正确的是（　　） A．没有燃烧的燃料，热值等于零 B．燃料完全燃烧时，燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量不一定越多 练习 D D 热量与热值的相关计算 固、液体燃料 Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/kg m：质量，单位：kg 气体燃料 Q：热量，单位：J q：热值，单位：J/m3 V：体积，单位：m3 解： 1 m3甲烷完全燃烧能产生多少J热量？这些热量可以使多少kg的水从20 ℃加热到100 ℃？[甲烷的热值q甲烷＝4.2×107 J/m3] 例 Q放= q甲烷V=4.2×107 J/m3x1m3=4.2×107 J Q吸= Q放=4.2×107 J 1、某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量？（天然气热值为7.5×107J/m3，干木柴） 解： 巩固练习 　　2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 　　Q = qm=1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J 　　m = Q c(t -t0) 8.4×106 J 4.2×103 J/(kg·℃)×(70 ℃-20 ℃) 　　 = 　　 = 40 kg 新课讲授 热机的效率 二 小明烧水用了0.15m3的煤气，这些煤气完全燃烧放出的热量为5.85×106J，实际放出的热量是5.85×106J吗？为什么？水实际吸收的热量呢？ 燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，损失了一部分能量。 煤气灶本身也会吸收一部分能量； 高温的烟气带走相当一部分热量，一部分热量直接散失掉。 水实际吸收的热量只占煤气燃烧放出热量的一部分。有效利用率大约为60%左右。 燃料很难全部燃烧,燃料的化学能不能全部释放 克服机械传动摩擦 消耗的一部分能量 机械热传递消耗的一部分能量 废气排出带走的部分能量 做有用功所消耗的能量 　　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？ 二、热机的效率　 热机的效率 二 1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出来的能量之比称为热机效率。 2.汽车效率的计算公式： 3、当汽车匀速行驶时，汽车牵引力等于阻力，即 蒸汽机的效率为6%~15% 汽油机的效率为20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 喷气发动机的效率为50%~60% 热机的效率为什么不能达到100%？ 三、提高热机效率，节约能源，减少污染 （2）提高热机效率的途径 1.燃料燃烧不完全 2.排出的废气温度过高 3.机件散热损失 4.克服机件摩擦 提高热机效率途径 减少机械摩擦 改变机械结构 减少各种热损失 新课讲授 热机的效率 二 例：用煤气灶烧开水，将20kg的水从10℃加热到66℃，完全燃烧了0.21m3的煤气，求该煤气灶烧水的效率。(q煤气=4×107J/m3) 2.某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟煤。[ 水的比热容为4.2×103J/(kg• ℃)，无烟煤的热值是3.4×107J/kg]试求： （1）锅炉内200kg的水吸收的热量？ （2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量？此锅炉的效率是多少？ 3、某推土机匀速推土时推力为3×104N，通过路为20m，消耗60g的柴油，求推土机推土的效率 。(q柴油=3.3×107J/kg) 往年中考题型 1、小华家使用的是天然气热水器，他尝试估测该热水器的效率，以核对铭牌上的数值是否准确．当只有该热水器使用天然气时，把50 kg的水从20 ℃加热到54 ℃，天然气表的示数由 变为 ，已知水的比热容c＝4.2× J/(kg•℃)，天然气的热值q＝7.0× J/ .求： (1)水吸收的热量； (2)消耗的天然气完全燃烧放出的热量； (3)该热水器的效率． 课堂小结 Lavf57.77.100 $