教科版（2024）九年级上册（2024）第2节 热机效率教案

这是一份教科版（2024）九年级上册（2024）第2节 热机效率教案，共4页。教案主要包含了知识要求，教学重难点等内容，欢迎下载使用。
【知识要求】
1.了解热机效率。
2.知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
【教学重难点】
1.热机效率的计算。
2.提高热机效率的途径。
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在人类历史上，发现内能可以做功并制造出热机，是一件了不起的大事情。热机工作时，能不能将燃料所含有的化学能全部用来对外做有用功呢？
一、热机效率
学生讨论交流课本“热机里的能量变化”相关内容。
教师提问：在内燃机中，燃料释放的能量都到哪里去了呢？
学生讨论回答：损失的内能、无用的机械能、有用的机械能等。
1.定义：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比。
2.公式：η＝W有用Q放×100％＝W有用mq×100％。
教师引导学生阅读课本“一些热机的效率”表格，归纳总结得出：
（1）热机效率是热机性能的重要指标。
（2）热机的效率总小于1。
教师提问：提高热机效率的主要方法有哪些？
学生讨论归纳总结：
（1）使燃料充分燃烧。
（2）尽量减少各种热量损失。
（3）在热机的设计和制造上采用先进的技术。
（4）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。
例题讲解：
【例1】下图为内燃机的能量流向图，则内燃机的效率可表示为（ ）
A.η＝E1＋E2＋E3＋E4E×100％
B.η＝E2E×100％
C.η＝E1＋E3＋E4E×100％
D.η＝E1E×100％
【解析】热机的效率是指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。从能量流向图可以看出，用来做有用功的能量W有用＝E2，燃料完全燃烧放出的能量Q放＝E，故内燃机的效率η＝W有用Q放×100％＝E2E×100％。
【答案】B
【例2】杜姐姐家有一个天然气灶和一个煤炉，用谁烧水热效率更高呢？为探究这个问题，杜姐姐开始了实验，首先她用天然气灶将质量为2kg、初温为50℃的水加热到100℃，天然气灶的热效率为50％，则消耗的总能量为 J；接着用煤炉将相同质量、相同初温的水加热到100℃，发现需要完全燃烧煤0.05kg。已知煤的热值q＝3.4×107J/kg，则用 （选填“天然气灶”或“煤炉”）烧水更高效。
【解析】知道水的质量、初温和末温，根据吸热公式Q吸＝c水m（t－t0）可计算水吸收的热量，知道天然气灶的热效率，根据Q放＝Q吸η即可计算天然气灶消耗的总能量。要比较烧水的热效率，就要求得煤炉烧水的热效率。先算出完全燃烧0.05kg煤放出的热量，再利用η＝Q吸Q放×100％求得煤炉烧水的热效率，然后比较两者的热效率即可。
【答案】8.4×105 天然气灶
二、改变世界的热机
教师引导学生阅读课本相关内容，总结归纳：
1.18世纪60年代起，蒸汽机应用于纺织、采矿、冶炼、交通，推动第一次工业革命，使世界进入“蒸汽机时代”。
2.现代热机种类多样，如轮机（用于早期火车、火力发电厂、大型舰船）、汽油机、柴油机（用于汽车、农用机械、轮船）、喷气式发动机（用于航空航天）。热机改变世界，实现人类出行梦想。
三、飞向太空
1.14世纪末，万户以火箭为动力尝试“飞天”，是人类飞行先驱。古代火箭与现代火箭发动机原理相同（火药燃烧产生的气体喷出推动飞行）。
2.中国是火箭发源地和航天大国，长征系列运载火箭性能优异。常用的火箭是多级火箭（如三级火箭，逐级脱落减重）。
3.中国航天成就：2003年神舟五号载人飞船发射成功；2012年神舟九号与天宫一号交会对接；2021—2023年长征二号F运载火箭多次托举神舟飞船，送航天员进入中国空间站，中国已迈入“太空文明”新时代。
2 热机效率
热机效率热机效率定义：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比公式：η＝W有用Q放×100％＝W有用mq×100％物理意义提高方法使燃料充分燃烧尽量减少各种热量损失在设计和制造上采用先进的技术注意保养，保证良好的润滑改变世界的热机飞向太空