14.3 热机的效率 课件 2026-2027学年九年级人教版物理全一册

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，核心涵盖燃料的热值（定义、公式、计算）和热机效率（定义、公式、提高方法）。通过火箭发射液氢燃料的情境导入，以“燃料燃烧热量能否完全利用”设问，衔接能量转化与效率分析，搭建从具体现象到抽象概念的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过“10g酒精与碎纸片加热水”实验（如图14.3-2），引导学生基于数据归纳热值定义，结合液氢燃料选择、热值特性判断等实例，强化物理观念中的能量观念。课堂小结结构化呈现定义、公式及单位，助力学生系统梳理知识，教师可依托此资料提升教学效率，培养学生分析与解决实际问题的能力。

第一节 热机的效率 人教版初三物理 第十四章 内能的利用 01 目录 燃料的热值 01 03 02 热机的效率 课堂小结 重难点 1、燃料热值的理解及简单计算 2、热机效率的定义及公式 3、提高热机效率的方法 重点内容 1、理解燃料热值是燃料的固有属性 2、区分热机工作中的有用能量和损耗能量 3、分析热机效率偏低的原因 难点内容 导入 1 热机工作时（图14.3-1）需要消耗煤、汽油、柴油等燃料，对外做功的目的是将燃料中的化学能转化为机械能。 思考： 热机中燃料燃烧释放的热量能被完全利用吗? 图14.3-1 火箭发射使用液氢做燃料 燃料的热值 01 探究—燃料 1. 燃料 （1）定义：能够燃烧的物质叫做燃料。 （2）燃料的变迁过程： 从原始社会到现代社会，人类所用的很大一部分能量都是从燃料燃烧中获得的。 探究 2.燃料的种类： 固体燃料：木材、煤炭等 液体燃料：汽油、酒精等 气体燃料：煤气、天然气等 3.燃料燃烧过程中的能量转化： 燃料的化学能转化为内能 思考：那么，燃烧质量相等的不同燃料，燃烧时放出的热量一样吗？ 探究—探究不同燃料的放热能力 实验设计 图14.3-2 不同燃料给水加热 如图14.3-2所示，用天平分别测出质量为10g的酒精和碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量和温度均相同的水（约200g）的两个相同的烧杯加热，使酒精和碎纸片充分燃烧，记录下两温度计示数的变化情况（表14.3-1）。 探究 表14.3-1 燃料 酒精 碎纸屑 加热前水的温度（℃） 15 15 燃料燃尽时水的温度（℃） 35 25 水温的变化（℃） 20 10 实验分析：由实验数据可知，用10g酒精加热，水温升高得多，而用10g碎纸片加热，水温升高得少。说明质量相等的酒精充分燃烧，放出的热量比碎纸片多。 探究—热值 探究归纳： 燃烧质量相等的不同燃料，放出的热量通常是不同的。 例如，燃烧1 kg 煤放出的热量，是燃烧1 kg 干木柴放出热量的两倍多。 1.热值 （1）定义： 把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用字母 q 表示。 （2）公式： 探究 q= Q放 ：放出的热量，单位是焦，符号为 J； m ：固、液体燃料的质量，单位是千克，符号为kg； q ：热值，单位是焦/千克，符号为 J/kg。 （3）物理意义：反映燃料燃烧释放热量的本领。 例： 氢气的热值是1.4× J/kg 表示1kg氢气完全燃烧放出的热量是1.4×J. 探究—常见燃料的热值 表14.3-2 一些燃料的热值 由表（14.3-2）可知： 不同燃料的热值一般不同。 某些气体燃料热值的单位是 J/m3 探究 （4）燃料燃烧放出热量的计算公式 固体和液体： 气 体： 注意：热值是燃料的一种特性，与燃料的种类有关。 热值与燃料的形状、质量、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 练习 例1．2022年7月24日，搭载问天实验舱的长征五号B遥三运载火箭在文昌航天发射场成功发射。发射火箭选用液氢作为燃料，主要是因为液氢的（ A   ） A．热值大 B．沸点低 C．密度小 D．比热容大 【解析】 火箭选用燃料要求相同质量的燃料完全燃烧放出的热量尽可能多，由 可知，质量相同时，燃料热值越大，放出热量越多，液氢热值大。故选A。 练习 例2．关于燃料的热值，以下说法正确的是（     ） A．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 B．5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的 C．当燃料未燃烧时，其热值为零 D．煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧放出的热量比酒精多 练习 解析： ABC．热值是燃料的特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否燃烧、是否完全燃烧等均无关，故AC错误，B正确； D．由 可知，燃料完全燃烧放出的热量与热值、质量均有关，不知燃料质量的大小，无法比较放出热量多少，故D错误。 故选B。 热机的效率 02 探究—热效率 1.热效率 （1）定义：吸收的热量占燃料完全燃烧放出热量的比值叫作热效率。 （2）公式：η = （3）提高锅炉中燃料热效率的方法： ①让燃料充分燃烧 ②把煤磨成煤粉，增大与氧气的接触面积； ③把空气吹进炉膛增大送氧量。 探究—热机效率 2. 热机的效率 （1）热机能量流向示意图 由图可知，燃料燃烧到对外做功，转化为有用功的那部分能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。只有对外做有用功的能量是被有效利用的，并且废气带走的热量最多。 探究—热机效率 （2）热机的效率 ①定义：用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率。 ②公式： η （常用于燃气灶烧水等求效率） η （常用于汽车等内燃机求效率） 探究 ③物理意义： 热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，可以节约能源。 （3）一些热机的效率 蒸汽机 6%-15% 汽油机 20%-40% 柴油机 30%-45% 探究—提高热机效率的途径 (4) 提高热机效率的主要途径 ①燃料充分燃烧 ②减少零部件之间的摩擦 ③设法利用废气的能量 ④尽量减少热量散失 ⑤提高技术和使用新材料 燃料化学能的转化 练习 7．下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（     ） A．一瓶酒精用去一半，酒精的热值减少一半 B．使燃料充分燃烧，可以增大燃料的热值 C．让燃料尽可能完全燃烧，可以提高热机的效率 D．在热机的能量损失中，燃料没有完全燃烧损失的能量最多 练习 【解析】 AB．热值是燃料的固有特性，仅与燃料种类有关，与质量、燃烧充分程度无关，故AB错误； C．热机效率公式为 ，让燃料尽可能完全燃烧，可增大有用功占燃料完全燃烧放出总热量的比值，提高热机效率，故C正确； D．热机的能量损失中，废气带走的能量最多，故D错误。 故选C。 练习 8．关于热机的效率，下列说法正确的是（     ） A．热机的效率越高说明做功越快 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 练习 【解析】A．热机效率是能量利用效率，功率表示做功快慢，二者无必然联系，故A错误； B．由热机效率公式得，当相同时，越高，越小，即消耗的能量越少，故B错误； C．柴油机压缩冲程压缩程度更大，燃料燃烧更充分，一般情况下效率高于汽油机，故C正确； D．热机损失的能量中，废气带走的能量最多，故D错误。 故选C。 课堂小节 03 课堂小结 课后习题 1.甲、乙两种燃料，甲的热值大于乙的热值，其他条件不变，下列说法正确的是（  B   ） A．完全燃烧时甲放出的热量一定比乙多 B．质量相同时，完全燃烧甲放出的热量比乙多 C．燃烧乙燃料时，一定不会比甲放出的热量多 D．燃烧甲燃料放出的热量一定大于乙 课后练习 2.甲、乙两种物质，质量之比为4：1，完全燃烧放出的热量之比是3：1，则它们的热值之比是（  A   ） A．3：4 B．4：3 C．4：1 D．3：1 课后练习 3．如图所示的是某款液态氢能源汽车，该款汽车在公路上行驶20km，受到的牵引力为1.4×103N，燃烧了0.8kg液态氢。已知液态氢的热值为 1.4×108J/kg，下列说法中不正确的是（     ） A．牵引力做的功为 2.8×107J B．若完全燃烧0.8kg液态氢，则放出的热量为 1.12×107J C．若完全燃烧0.8kg液态氢，则汽车利用氢能源的效率为25% D．减少尾气排放带走的热量，可以提高热机效率 课后练习 【解析】 A.牵引力做的功 ，故A正确； B.完全燃烧放出的热量 ，故B错误； C.汽车利用氢能源的效率 ，故C正确； D.减少尾气排放带走的热量，即减少能量损失，可以提高热机效率，故D正确。 故选B。 感谢观看 Thank you