初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 热机的效率教学演示课件ppt

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第十四章九年级物理全一册 人教版（2024）内能的利用piaoxiangdemeng2025.08第3节热机效率piaoxiangdemeng学习目标深刻理解热机效率的定义及其计算方法并能够应用于实际问题中。①影响热机效率的因素，以及如何提高热机效率；②将理论知识与实际应用相结合，解决实际问题。重点难点 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？导入问题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？探究新知探究新知思考，回答问题探究新知总结燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？（1）燃料的质量（2）燃料的种类（3）燃料的燃烧程度一、燃料的热值燃料种类1、燃料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。你还有其它比较不同燃料的放热本领的方法吗？探究新知选择相同质量的干木柴和酒精，分别对相同质量，初温相同的水进行加热，观察实验现象，收集实验数据，并分析。【实验】比较不同燃料放热能力实验材料：两杯水200g（初温28℃）、干木柴5g、酒精5g，铁架台，天平、秒表等。实验过程：探究新知【实验】比较不同燃料放热能力探究新知为了比较燃料的特性了，引入了“热值”这个物理量。实验数据：实验结论：探究新知2、燃料的热值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，用符号 q 表示。(1)定义：②由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量不同，在物理学中用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。①气体燃料的热值：对某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下lm3燃料完全燃烧放出的热量。一、燃料的热值指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程。2、燃料的热值(2)公式：(3)单位：焦/千克，符号J/kg焦/立方米，符号J/m³一、燃料的热值一、燃料的热值1kg的木炭热值是多少？3kg的木炭热值是多少？(4)注意：2、燃料的热值一、燃料的热值热值是燃料本身的一种性质，燃料的热值只跟燃料的种类有关，跟燃料的质量、体积、放出热量多少以及燃烧状态无关。2、燃料的热值一、燃料的热值(5)热值的物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。【例】从表中可以查到汽油的热值为4.6×107J/kg，物理含义：1kg汽油完全燃烧时放出的热量是4.6×107J。【例】从表中可以查到沼气的热值为1.9×107J/m3，物理含义：1m3沼气完全燃烧时放出的热量是1.9×107J。(6)燃料燃烧放出热量的计算2、燃料的热值一、燃料的热值【例】如果给汽车加20kg汽油，完全燃烧放出的热量为 Q放=qm=4.6×107J/kg×20kg=9.2×108J【例】5m3的焦炉煤气，完全燃烧放出的热量为 Q放=qV=1.7×107J/m3×5m3=8.5×107J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D例题一、燃料的热值关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（　　）A．没有燃烧的燃料，热值等于零B．燃料完全燃烧时，它的热值最大C．热值是燃料的一种特性，它与燃料的质量和燃烧状态无关D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多C例题一、燃料的热值你知道为什么发射火箭上天要用氢做燃料吗？发射火箭中用氢做燃料，原因是液态氢具有较高的热值，完全燃烧相同质量的氢时，可以释放出更多的热量。讨论交流一、燃料的热值科学家/工程师对热机不断进行这改进和升级的目的是什么呢？提高热机的工作效率探究新知　　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。然而燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要少，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。为了提高热机的工作效率，就需要对热机进行改进和升级，以减少各种能量损失，从而提高效率。探究新知1、定义：2、公式：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，消耗的燃料更少。二、热机的效率热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比，叫做热机的效率。关于热机的效率，下列说法中正确的是（　　）A.热机做的有用功越多，效率就一定高B.热机的功率大，效率就一定高C.热机消耗的燃料越多，效率就一定高D.以上说法都不正确D二、热机的效率例题关于热机和锅炉的效率，下列说法中正确的是（　　）A．热机做的有用功越多，效率一定越高B．热机和锅炉使用的燃料的热值越大，它们的效率越高C．向锅炉内多加些煤，加大火力可以提高锅炉的效率D．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高D二、热机的效率例题4、常见的热机的效率二、热机的效率 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~40%柴油机的效率为30%~45%喷气式发动机的效率为50%~60%5、提高热机效率的主要途径①使燃料充分燃烧②尽量减少各种热量损失二、热机的效率③设法利用废气的能量热电站：大型发电机常常由蒸汽轮机推动 ，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站，燃料的利用率大大提高。二、热机的效率④热机设计制造，提高技术和使用新材料。⑤保证良好润滑，减少摩擦额外消耗的功。二、热机的效率例题二、热机的效率关于热机的效率，下列说法正确的是（　　）A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多B．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高C．热机的效率越高说明做功越快D．热机损失的能量中，只有废气带走的能量B从火车到火箭课堂小结1.下列关于燃料的热值说法正确的是（　　）A．燃料燃烧越充分，其热值越大B．燃料的热值越小，完全燃烧放出的热量越少C．一瓶酒精用去三分之一，剩余酒精的热值将减小D．焦炭的热值是3.0×107J/kg,完全燃烧1kg焦炭能放出3.0×107J的热量D课堂练习课堂练习2.下列有关热学知识的分析，正确的是（　　）A．使燃料充分燃烧可以增加有效利用的能量，从而提高热机效率B．海波在熔化过程中持续吸热，温度不变，但内能减小C．燃料燃烧得越充分，这种燃料的热值就越大D．热传递过程中，温度由高温物体传向低温物体A3.关于热值和热机效率，下列说法正确的是（　　）A．热机做功越快效率越高B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率D．燃料燃烧放出的热量越多，热值越大C课堂练习4.2025年4月11日，长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心发射，成功将通信技术试验卫星十七号发射升空。下列说法正确的是（ ）A. 火箭搭载着卫星升空的过程中，以卫星为参照物，火箭是静止的B. 火箭发动机工作过程中的热机效率是100%C. 火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃，内能为零D. 火箭的燃料燃烧得越充分，热值越大课堂练习A5. 如图所示是一款新型无人驾驶汽车，该款车在一段平直公路上匀速行驶36km的过程中受到的平均阻力为1.5×103N，消耗汽油4kg。该汽车的汽油机获得动力的冲程是______冲程，汽油完全燃烧放出的热量为_______J，发动机的热机效率为_____（汽油的热值q=4.5×107J/kg）。做功1.8×10830%课堂练习在寒冷的冬日，小明家中需要烧开一壶水用于泡茶。烧开一壶初温为20℃、质量为4kg的水，需要燃烧0.2kg的煤炭。水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，煤炭的热值为3.2×107J/kg，当地气压为1标准大气压。求：(1)0.2kg煤炭完全燃烧放出的热量；(2)水烧开时吸收的热量；(3)小明家用煤炭烧水的热效率。作业谢谢聆听