2.2　热机效率（教学课件）-初中物理教科版（2024）九年级上册

教科版九年级上册第2章　改变世界的热机热机效率2学习目标在人类历史上，发现内能可以做功并制造出热机，是一件了不起的大事情。可以说，工业化社会的出现与发展，在科学技术上有赖于热机的发明及改进。在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了呢？图中表明了某汽车汽油机的能量流向，也表明了有用功在汽车运行中的分配。对照此图，请和同学讨论，描述能量的变化情况。一、热机效率1.对热机中能量转化进行研究，可以改进热机性能，有效利用 、减少排放 。2.热机一般是通过燃料的 来做功的。燃料燃烧放出的能量，并不是全部用来做 功。3.热机所做 与所用燃料 之比叫作热机的效率。4.热机效率是 的重要指标。资源污染燃烧有用有用功完全燃烧释放的热量热机性能5.用η表示热机的效率，W有表示有用功，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，则热机效率的计算可以写作： 。 思考：提高热机效率的方法有哪些？答案　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。热机效率不高，因此，我们要节约资源，提高燃料的利用率学以致用1.(2025·深圳宝安区开学考)如图是某内燃机的能量流向图，下列说法正确的是(　　)A.该内燃机的热机效率为30%B.减小机械摩擦可提高内燃机的效率C.随着技术进步，未来内燃机效率可 能达到100%D.燃料燃烧时热值变小B2.(2024·宜昌期中)现在有的小汽车采用涡轮增压发动机，它和普通发动机相比，能利用废气的能量压缩空气，增加汽缸的进气量，这样燃料燃烧　　　　，发动机效率更　　(选填“高”或“低”)。更充分高二、改变世界的热机1.蒸汽机是如何推动第一次工业革命的？答案　18世纪60年代开始，蒸汽机在纺织、采矿、冶炼和交通运输等方面得到了广泛应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史，机械化的工厂如雨后春笋般涌现，使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”，完成了人类的第一次工业革命。2.热机在现代社会有哪些重要应用？答案　在现代社会，火电站和热电站里蒸汽轮机将煤炭、天然气和石油转化为电能；以热机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把世界连接在一起，从根本上改变着世界。学以致用(2024·中山期中)物理学的发展推动了社会的进步。如图所示，是世界上早期的蒸汽机汽车模型，燃料燃烧使水沸腾产生水蒸气，水蒸气的___能转化为汽车的　　　能，使汽车前进；此工作原理相当于内燃机的　　　冲程。内机械做功1.火箭的原理：燃料燃烧后产生的气体体积 ，从火箭的尾端向后 ，推动火箭向前飞行。2.火箭的运行：三级火箭的第一级在燃料用完以后就自动脱落，以减少 ；随后第二级点火发动，燃料用完后也将自动 ，再点燃第三级。膨胀三、飞向太空高速喷出质量脱落3.说一说中国载人航天发展历程？答案　2003年10月15日，神舟五号载人飞船用长征二号F运载火箭发射成功，实现中国人飞天梦；2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号交会对接成功，将三位航天员送入天宫一号实验舱；2021年6月~2023年5月，长征二号F运载火箭先后将5批航天员送上中国空间站，中国已跨入“太空文明”新时代。学以致用如图是2023年1月9日长征七号A运载火箭托举“实践二十三号卫星”在中国文昌航天发射场直冲云霄的情景。下列说法中正确的是(　　)A.火箭升空动力的施力物体是火箭的助推器B.火箭上升过程中，火箭相对于实践二十三号 卫星是运动的C.火箭也属于热机，发射过程中的能量转化与汽油机的做功冲程相同D.火箭加速升空的过程中，火箭受到平衡力作用C解析　火箭对喷出的气体有向下的力，同时气体对火箭产生了向上的动力，则此动力的施力物体是燃气，受力物体是火箭；火箭发射过程中以实践二十三号卫星为参照物，长征七号A运载火箭的位置没有发生改变，所以火箭是静止的；火箭也属于热机，发射过程中的能量转化是内能转化为机械能，汽油机的做功冲程的能量转化是内能转化为机械能，所以它们的能量转化相同；火箭加速升空过程中，不处于平衡状态，受到的是非平衡力，故选C。1.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，效率一定越高B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高D.热机做功越快，效率一定越高C2.(2023·达州渠县期末)为了提高热机效率，你认为下列方法目前不可能做到的是(　　)A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量减少各种热散失C.尽量减少因克服摩擦而损失的能量D.想办法把燃料燃烧产生的全部热量都用来做有用功D3.“可燃冰”又称气冰、固体瓦斯，学名叫天然气水合物，燃烧1 m3“可燃冰”释放的能量与燃烧164 m3天然气释放的能量相当，若1 m3“可燃冰”完全燃烧放出热量的50%被2×104 kg的水吸收，可使水的温度升高　　℃［水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值为4.2×107 J/m3］。414.(2024·阜阳颍州区期末)如图是某品牌房车。若在一段平直的路上匀速行驶33 km，此过程消耗柴油质量为5 kg，牵引力为2×103 N，柴油的热值为3.3×107 J/kg，g取10 N/kg。求：(1)该房车在此过程中牵引力所做的功；解：该房车牵引力所做的功：W=Fs=2×103 N×33×103 m=6.6×107 J；(2)柴油完全燃烧放出的热量；解：柴油完全燃烧放出的热量：Q放=m柴q柴=5 kg×3.3×107 J/kg=1.65×108 J； (3)此房车行驶过程中热机的效率。