§14.4跨学科：热机效率与环境保护(热机效率专题计算）课件-2026-2027学年物理九年级全一册沪科版

该初中物理课件聚焦热机效率专题，涵盖热值、热效率及热机效率公式，通过跨学科视角导入，先复习热值与热效率概念，再结合能量损失原因分析，构建从基础公式到实际应用的学习支架。 其亮点是结合神舟火箭、氢能源车等实例，通过公式推导与例题解析，培养学生能量观念和科学推理能力，融入环境保护意识，助力学生深化理解，教师可高效开展专题教学。

§14.4跨学科：热机效率与环境保护 （热机效率专题计算） 1.热值的公式： 或 3.热机效率： 2.热效率： 三个定义公式： 热机效率：热机（内能→机械能）。如图所示，所有能量转化过程中，都有能量损失。对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了；即：燃料燃烧释放的_____能只有一部分转化为________能。 1.部分燃料未完全燃烧 2.克服摩擦消耗能量 转变为对外做有用功的能量 4.机械传热损失能量 3.废气排出带走能量 内 机械 热机效率： （1）定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量________，叫做热机效率，用字母____表示；也可以通俗的说，机械能与内能________，叫做热机效率。 之比 η 例题1：如图所示，某内燃机废气带走的能量占总能量的40%，摩擦等机械自身消耗的能量占25%，其余为输出的有用功。则此内燃机的效率η=_______； 35% 之比 例题2：（2024湖南）如图所示，搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是（　　） A.火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大 B.火箭发动机工作过程中热机效率是100% C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零 D.火箭搭载着飞船升空的过程中，飞船的重力势能越来越大 D 例题3：(2024陕西)我国完全自主研发的航空涡轴发动机，其大致工作过程是：空气通过进气道进入压气机，被压气机压缩后进入燃烧室与燃料混合，燃料在燃烧室燃烧后，产生的高温高压气体推动涡轮转动，从而输出动力。该发动机工作过程中的相关说法正确的是（　　） A.燃烧室中燃料燃烧越充分，发动机效率越高 B.燃料和压缩空气混合后，燃料的热值增大 C.压气机压缩空气，空气的内能减小 D.高温高压气体推动涡轮转动时，将机械能转化为内能 A 热机效率： （2）公式：热机，把燃料燃烧放出的热量（即：______）→使物体运动速度增大、高度增大等┅（即________）。 热机效率公式： 内能 机械能       例题4：（2026四川达州）如图所示，是探究______原理的实验。q酒精=3.0×107 J/kg，实验中完全燃烧0.003 kg的酒精可放出________J的热量；加热过程中观察到风车慢慢转动，但风车获得的机械能远小于酒精完全燃烧放出的热量，说明热机效率η一定______100%。 热机 9×104  小于 热机效率公式拓展： （2）定义公式 。如图所示，完全燃烧质量为m（kg）的燃油，使汽车获得牵引力F、行驶路程s，则牵引力做功 W机=______、Q放=______；若此过程中，发动机的功率为P、行驶时间为t，则W机=_____。所以有： = = Fs mq Pt 热机效率：公式 例题5：【2026山西】逢路快跑、遇水“滑行”。如图所示是水陆两栖救援车实战演习的场景。该车在河水中匀速直线航行时，前进的动力为8×103N，行驶1km消耗柴油0.5kg， q柴=4.0×107 J/kg，求救援车柴油机的效率。 解：动力做功 柴油完全燃烧 柴油机效率 4.热机效率：公式 例题6：如图所示，氢能源车的发动机工作时氢气在气缸中燃烧。一次测试中氢能源车以70 kW的功率匀速行驶0.5 h，消耗了2 kg氢气。氢气的热值最大q=1.4×108 J/kg。求: （1）2 kg氢气完全燃烧放出的热量；（2）发动机的效率。 解：（1）氢气 Q放=mq=2kg×1.4×108 J/kg=2.8×108 J （2）做功 W=Pt=7×104W×1.8×103s=1.26×108 J 热机效率：公式 变形___________、 W机=ηQ放 例题7：（2025·四川广元）如图所示是我国自行研制的大型客机C919，若它在高空水平定速巡航飞行10km，受到的阻力为1.15×105N，飞机发动机的热机效率η=25%。求： 消耗了多少kg的汽油？【汽油热值为4.6×107 J/kg】 解：（1）牵引力F=f阻力=1.15×105N 牵引力做功W=Fs=1.15×105N×1.0×104m=1.15×109J （2）消耗的汽油： 例题8： 一台内燃机运行时各种能量损耗大致为气缸散热损失占20%，废气带走的能量占35%，摩擦等机械损耗占15%，其余为输出的有用功。 （1）则此内燃机的效率η=________； （2）计算此内燃机在一个工作循环中完全燃烧10 g汽油放出的热量(热值为4.6×107 J/kg)； （3）计算输出的有用机械能。 30% 解：（2）10g汽油完全燃烧放出的热量 Q放=mq=0.01kg×4.6×107 J/kg=4.6×105 J （3）计算输出的有用机械能。 机械能W机=ηQ放=30%×4.6×105 J=1.38×105 J $