§14.4 跨学科：热机效率与环境保护 (第1课时）课件-2026-2027学年沪科版九年级物理全一册

该初中物理课件聚焦燃料的热值与热效率，通过展示固体、液体、气体燃料及其燃烧的化学变化导入，衔接能量转化知识，构建从热值定义、公式、单位、属性到热效率计算的学习支架。 其亮点在于结合实验探究（如甲乙丙装置对比燃料热值）和实际案例（氢燃料发动机、风力发电机），通过课堂训练强化物理观念中的能量观念与科学思维中的科学推理，帮助学生掌握热值属性及热效率计算，提升教师教学针对性与学生应用能力。

§14.4跨学科：热机效率与环境保护（第1课时） 1.燃料的热值： （1）定义: 某种燃料完全燃烧放出的_______与其_______之比叫做这种燃料的热值。 （2）公式:        或 （燃料的热值用字母___表示） （3）单位: J/kg 或_______；汽油的热值为4.6×107 J/kg，其意义是_________________________________________。 （4）属性：燃料的热值q与 热量 Q放 和______无关。 2.热效率： 3.热机效率： 热量 质量 J/m3 1kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107 J m q 1.燃料： 如图所示，煤炭、木柴是固体燃料，汽油、酒精是液体燃料，氢气、天然气是气体燃料。燃料燃烧时发生化学变化。 2.燃料的热值： 知识点（定义、公式、单位、属性、计算） 如图所示，燃料燃烧时发生化学变化，燃料的________转化为______，放出______。物理学探明：完全燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量_______（填：相同/不同） 1kg干木柴完全燃烧放出的热量约为1.3×107 J。 1kg（1.38m3）天然气完全燃烧放出的热量约为5.0×107 J。 化学能 内能 热量 不同 2.燃料的热值： 知识点（定义、公式、单位、属性、计算） （1）定义： 物理学探明：燃料完全燃烧化学能转化为内能，放出热量的多少与____________和______有关，因此命名：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量______，叫做这种燃料的热值 燃料的种类 质量 之比 （2）公式： 由热值的定义可知公式为 或 （3）单位： 由热值的公式可知单位为 或 J/kg J/m3 课堂训练1：（2026内蒙古）搭载我国自主研发的全球首款氢燃料发动机的无人运输机，于2026年4月完成首飞。选择质量更小、放热更多、零碳排放的液氢为燃料，是因为液氢的（　　） A.沸点高 B.热值大 C.比热容大 D.凝固点高 B 课堂训练2：完全燃烧质量为m（kg）的燃料，由热值公式变形得，放出的热量Q放=_____。木炭热值3.4×107 J/kg，其意义是______________________________________。完全燃烧2kg木炭，则放出_________J热量。 2.燃料的热值： 公式 、单位 ( ) J/kg J/m3 课堂训练3：完全燃烧体积为V（m3）的气体燃料，由热值公式变形得，放出的热量Q放=_____。煤气的热值是3.9×107 J/m3，其意义是_____________________________________。完全燃烧0.2m3煤气，则放出_________J热量。 mq 1kg木炭完全燃烧放出的热量为3.4×107 J 6.8×107 Vq 1m3煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107 J 7.8×106 2.燃料的热值： 知识点（定义、公式、单位、属性、计算） （4）属性： 与密度、比热容相同，燃料的热值是物质本身的一种特性，热值q与______、_____无关。 m Q放 课堂训练4：关于燃料的热值，下列说法正确的是( ) A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B.容易燃烧的燃料的热值一定大 C.煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量多 D.0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的热值一样大 D 课堂训练5：物体温度升高要吸收热量，________反映了物质的吸热本领；燃料完全燃烧要放出热量，______________反映了物质的这种放热本领。 比热容 燃料的热值 2.燃料的热值： 知识点（定义、公式、单位、属性、计算） 课堂训练6：如图所示，甲、乙、丙三图中装置完全相同，燃料的质量相等，烧杯内的液体质量和初温也相同。 （1）要探究燃料的热值时，应选择　__  两图进行实验。  （2）实验小组的同学，用图甲所示的实验方法进行数据测量，并求出燃料的热值。求出的热值比真实值偏_____（大/小），造成较大误差的原因是____________。 甲乙 小 有热量损失 （3）比较不同物质吸热升温快慢（吸热本领）的特点，应选择　      　两图进行实验。  （4）在探究物质吸热能力时，得到了下表的实验数据，请根据实验数据，在图(丁)所示的坐标纸上，大概作出两组实验数据的“温度与时间”图象。 物质 初始温度/℃ 加热时间/min 最后温度/℃ 水 20 6 45 食用油 20 6 70 甲丙 （5）由实验数据分析可知，_____的吸热能力强。 已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)，根据实验数据可知，c食用油=_________J/(kg·℃)。  水 2.1×103 2.燃料的热值： 公式 、单位 ( ) J/kg J/m3 课堂训练7：（2025·山东泰安）完全燃烧180kg干木柴放出的热量为2.16×109J。求：干木柴的热值。 课堂训练8：如图所示，我国远海智能风力发电机1h可发电1.44×1010 J。这相当于完全燃烧多少kg焦炭放出的热量？（q焦炭=3×107J/kg） Q放=1.44×1010 J 3.热效率：在烧水过程中，人们关心的是燃烧燃料所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧燃料放出的热量中所占比例，物理学中引入__________来描述，我们总是希望__________的值越大越好。 热效率 （1）定义：烧水时，燃料完全燃烧放出的热量（Q放）相当于总功，水吸收的热量（Q吸）相当于有用功。Q吸与Q放之比叫做_________。 热效率 （2）公式：由定义可知热效率公式为 热效率 3.热效率公式： 课堂训练1：（2026江苏苏州）小区使用管道天然气给用户供气，所用天然气热值为3.5×107 J/m3。小明家利用燃气热水器将20kg的水从20℃加热40℃，消耗的天然气0.06m3。水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。求： （1）水升温吸收的热量 ；（2）热水器的加热效率。 水Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×20kg×20℃=1.68×106J 天然气Q放=Vq=0.06m3×3.5×107 J/m3=2.1×106J 课堂训练2：（2025·巴中）土灶通常以木柴、秸秆为燃料。目前，农村仍在使用。内部结构如图乙所示，木柴添加通道与烟囱相连，通风通道与木柴添加通道通过中间铁栅连通。厂家根据土灶的结构设计了两款移动式土灶（图丙、丁）。 （1）为使木柴充分燃烧，土灶设计更合理的是_____（选填“丙”或“丁”）。 丁 （2）下列对土灶烟囱作用的说法错误的一项是（      ） A.有利于可燃物充分燃烧         B.有利于冷热空气形成对流 C.有利于提高可燃物的热值       D.有利于排出气体和烟尘 C （3）0.1kg干木柴在土灶中完全燃烧，可以让铁锅里2kg的水温度升高50℃，求土灶的烧水效率η。已知干木柴的热值 q=1.2×107 J/kg，比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。 Q吸=cm△t=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×50℃=4.2×105J （2）干木柴Q放=mq=0.1kg×1.2×107 J/m3=1.2×106J 解：（1）水吸收的热量 （3） $