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，核心知识点包括燃料的热值、热机效率的计算及提高方法。课堂导入通过生活实例如烧开同样一壶水消耗不同燃料，引导学生从燃料分类、能量转化切入，逐步过渡到热值概念、公式及热机能量走向分析，构建连贯的学习支架。 其亮点在于以科学探究为导向，通过生活现象（如烧水用木柴与煤气质量差异）引导学生提出问题并分析，培养科学思维。结合热值表辨析特性、热机效率计算实例（如煤气灶烧水、推土机推土效率），强化物理观念中的能量观念。同时融入热机对环境影响的讨论，渗透科学态度与责任。学生能在探究中深化理解，教师可借助结构化内容提升教学效果。

14.3 热机的效率 探究点1 燃料的热值 生活中，我们烧开同样一壶水，如果分别用木柴、煤和汽油来作燃料，消耗的燃料一样多吗？ 学校在环境温度为20℃时，每天向学生提供100kg开水，若用以下燃料烧开这些水，则需 木柴 煤 汽油 约2.8kg 约1.16kg 约0.73kg 2 木柴 煤 酒精 汽油 煤气 天然气 固体燃料 液体燃料 气体燃料 燃料的分类 2. 能量转化： 化学能转化为内能 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 1.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？ 不可以 你知道为什么？ 2. 热机工作时需要消耗煤、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。 热机中燃料燃烧释放的热量能被完全利用吗? 不可以 你知道为什么吗？ 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。 在家中烧水时，烧开同样一壶水需要的木柴质量多，而需要的煤气质量却较少。 现象： 结论： 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。 你还有其它比较不同燃料的放热本领的方法吗？ 燃料的热值 变形公式 公式 固液： 气体： 燃料燃烧放出热量的计算 Q放= qm Q放= qV 根据燃料燃烧放出的热量计算燃料的质量/体积 m= V= 君子坦荡荡，小人长戚戚 知识点 1 探究 燃料的热值 比较它们放热本领 君子坦荡荡，小人长戚戚 思考：阅读分析教材第31页表14.3－1“一些燃料的热值”，思考燃料的热值与什么因素有关？与质量、放出的热量、是否完全燃烧有关吗？ 答案　热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量、放出的热量、是否完全燃烧无关。 利用家用煤气灶，把质量为1 kg的水，从室温25 ℃加热至100 ℃，消耗煤气0.023 6 m3，这些煤气完全燃烧放出的热量是多少？水吸收的热量是多少？(煤气的热值是3.9×107 J/m3) 学以致用　 解：煤气放出的热量：Q放＝qV＝3.9×107 J/m3×0.023 6 m3＝9.204×105 J 水吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝4.2×103 J/(kg·℃)×1 kg×(100 ℃－25 ℃)＝3.15×105 J。 ⑥热值的相关计算 燃料燃烧放出热量的计算： Q放=qm 【例】如果给汽车加30kg汽油，完全燃烧放出的热量为 Q放=qm=4.6×107J/kg×30kg=l.38×109J ⑤热值的影响因素 燃料的热值是燃料的一种特性。 其与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量、‌体积、‌是否完全燃烧以及燃料的状态（‌固态、‌液态或气态）‌无关。‌ 笔记： 燃料的概念 1.下列关于热值的说法正确的是（　　） A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．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．燃料的热值是燃料本身的特性 解：A、燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故5kg煤和1kg煤的热值一样大，故A错误； B、燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少，故B错误； C、热值的大小与燃料是否完全燃烧无关，故C错误； D、热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关，故D正确。 D 讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？ 由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量 燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放 机械传热损失一部分能量 　有用的机械能 废气排出带走的能量 热机中燃料释放能量的主要走向示意图 热机的效率 二 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为30%~45% 蒸汽机的效率只有6%~15% 君子坦荡荡，小人长戚戚 15 探究学习 　　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？ 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？ 　　（氢的热值是1.4×108 J/kg ） 　　（干木柴的热值1.2×107 J/kg ） 放出热量Q = 热值×质量=1.4×108 J/kg× 10×103 kg=1.4×1012 J 需要干木柴 　　综上：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 君子坦荡荡，小人长戚戚 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% 如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ ①使燃料尽可能充分燃烧。 ②在设计和制造热机时，要不断改进和创新，减少各种能量损失. ③使用时注意保养，使机器保持良好的润滑，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量. 思 考 热机对环境的影响 1.热机对大气的影响。 （1）产生有毒气体。 （2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。 （3）产生粉尘。 2.热机产生噪音。 先天下之忧而忧，后天下之乐而乐 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) 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) 热机效率的计算 科 学 世 界 从火车到火箭 使燃料充分燃烧； 尽量减少各种热量损失； 在热机的设计和制造上采用先进的技术； 注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 如何提高热机效率？ 君子坦荡荡，小人长戚戚 热机的效率 22 什么是燃料的热值？ 提高热机的效率的方法 燃料完全燃烧时放出热量如何计算？ 热机效率 如何计算？ 君子坦荡荡，小人长戚戚 热机的效率 23 课堂检测 1、对于燃料的热值，下列说法中，正确的是 (　　 ) 　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 　　B．燃料没燃烧时就没有热值 　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 　　D．容易燃烧的燃料热值一定大 先天下之忧而忧，后天下之乐而乐 $