14.3 热机的效率 课件 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕“热机的效率”展开，涵盖燃料热值概念、计算及热机效率的定义、能量去向与提高途径。课堂导入从生活燃料入手，通过想想议议、完全燃烧实验及火箭燃料选择问题，引导学生建立热值概念，搭建前后知识联系的学习支架。 其亮点在于以物理观念为核心，通过对比不同燃料热值、分析热机能量去向强化能量观念；结合科学思维，通过火箭燃料选择推理、热机效率计算培养科学推理与模型建构能力。采用生活实例与实验探究结合的教学方法，小结系统且随堂训练针对性强，能帮助学生深化理解，教师可高效开展教学。

第3节 热机的效率 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 九年级 全一册 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课导入 新课讲解 课堂小结 随堂训练 课程目录 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 。 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。 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 学习目标 人类在原始社会就知道燃烧薪柴来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大一部分依然是从燃料中获取的。 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课导入 燃料的种类很多： 木炭、煤等 汽油、酒精等 煤气、天然气等 固体 气体 液体 燃料燃烧时的能量是如何转化的？ 化学能转化为内能 思考 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课导入 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课导入 （1）1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？ （2）相同条件下，1kg干木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？ （3）1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 想想议议 思考 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课导入 火箭发射所用的燃料是氢 为什么火箭发射不用木柴、煤或其他常见燃料呢? 因为燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。即放热本领不一样。 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课导入 物理意义：1kg某种燃料完全燃烧所放出的热量。 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 热值 单位：焦每千克（焦每立方米） 符号：J/kg（J/m3） 计算公式：固、液体：Q=qm 气体：Q=qV 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 热值的理解要点： (1)认识热值定义时，不要漏掉“完全”这一条件. (2)热值反映了燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小. (3)热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系. 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 观察常见燃料的热值表，你有哪些发现? 热值的大小只与燃料种类有关； 氢的热值最大. 不同燃料的热值一般不同； 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 11 说一说下列物质的物理意义 物理意义是：表示1 kg的干木柴完全燃烧所放出的热量约为1.2×107 J 物理意义是：表示1 m3的煤气完全燃烧所放出的热量约为1.9×107 J 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 12 生活实例 为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 火箭发射所用的燃料是液氢 发射火箭上天要用氢做燃料，主要是因为液态氢具有较高的热值,在相同质量下，液态氢燃烧释放的热量远超其他燃料。这意味着液态氢能够提供更多的能量，显著提高火箭的初始速度，使其更容易进入太空。 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 计算 1.根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 解： 放出热量 Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 计算 2.若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 干木柴的热值1.2×107 J/kg 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。 解： 需要干木柴的质量 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 夏天在厨房烧菜时，总会汗流浃背，厨房的温度明显要高于外面。原因就是燃料燃烧产生的热量没有被菜完全吸收，而是有一部分散失在空气中。只有菜吸收的热量才是被有效利用的. 1.用煤烧水做饭时，煤能完全燃烧吗？ 2.煤燃烧放出的热量能全部被水和菜吸收吗？ 思考 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 热机的效率 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？ 有用机械能 无用的机械能 燃料的化学能 损失的内能 废气带走的能量， 机械传热损失的能量 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 热机的效率 用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率，即： 定义 物理意义： 热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染. 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 热机的效率 现实生活中燃料通常很难完全燃烧，比如拖拉机冒黑烟，就是柴油没有完全燃烧的原因。 热机的效率是热机性能的重要指标。 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 热机的效率 到了夏天汽车就要小心自燃。燃料燃烧的能量只有一部分用来做有用功，相当一部分能量都散失了，导致发动机周围温度变高，在夏天本就高温的环境下更容易失火，所以夏天更要注意汽车降温。 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 常见的热机效率 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 思考 不能，热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以及燃烧条件的限制，这部分能量远远小于燃料完全燃烧所放出的总能量，所以与总能量的比值必然小于1，即热机效率总小于100%. 想一想：热机的效率能达到100%吗？为什么？ 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 提高热机效率的途径 ①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧。如增加供氧量.　　 ②尽量减小各种热散失。选用隔热材料，减少热量的散失.　 ③保证良好的润滑，以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。　　 ④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。　　 如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ 思考 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 科学·技术·社会 从火车到火箭 生产的发展需要强大的动力.17世纪，人类发明了热机.最早的热机是蒸汽机. 交通运输的发展迫切需要比较轻便的热机.于是，内燃机应运而生.内燃机有柴油机、汽油机两大类. 电力工业的发展需要功率巨大的热机来带动大型发电机.1884年出现的蒸汽轮机满足了这个需求. 早期的飞机是由内燃机提供动力的.从上世纪40年代开始，飞机上越来越多地使用喷气式发动机. 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 新课讲解 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 焦每千克；J/kg Q=qm；Q=qV。 用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。 η= ×100% 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 课堂小结 热机的效率 燃料的热值 概念 单位 公式 热机的效率 概念 公式 提高热机效率 1. 关于热机效率，下列说法正确的是 (　　 ) A.热机效率越高，即热机做的有用功多 B.热机效率越高，即热机的功率越大 C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保 证良好的润滑 D.提高热机效率，有利于环保减排 C D 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 随堂训练 2.航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（　　） A.较小的质量　 B.较小的密度　 C.较大的比热容　 D.较大的热值 D 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 随堂训练 4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35% 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 随堂训练 3.完全燃烧125ml的酒精能放出多少热量（酒精的热值为3.0×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）？若放出的热值42%被水吸收了，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）并且水的温度由25℃升高到35℃，求水的质量。 解： V酒精＝125ml＝125cm3＝1.25×10﹣4 m3 根据可得，酒精的质量： m酒精＝ρ酒精V酒精＝0.8×103kg/m3×1.25×10﹣4 m3＝0.1kg 酒精完全燃烧放出的热量： Q放＝m酒精q＝3.0×107J/kg×0.1kg＝3.0×106J （1）完全燃烧酒精的体积： 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 随堂训练 （2）根据题意可知： Q吸＝ηQ放＝42%×3.0×106J＝1.26×106J， 根据 Q吸＝cm（t﹣t0）可得，可加热水的质量： m水＝ ＝ ＝30kg 3.完全燃烧125ml的酒精能放出多少热量（酒精的热值为3.0×107J/kg，密度为0.8×103kg/m3）？若放出的热值42%被水吸收了，已知c水＝4.2×103J/（kg•℃）并且水的温度由25℃升高到35℃，求水的质量。 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 随堂训练 知识如海，永无止境 学习让生活更美好，知识让梦想更近一步。 第2课｜热机的效率 第十四章 谢谢观看 THANKS FOR WATCHING $