14.2熱機的效率【知識精講+備課精研】九年級物理高效課堂（人教版）

Y--14.2熱機的效率九年級物理全一冊?人教版教學目標一01從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱量的本領(lǐng)不同，建立熱值的概念。02能簡單計算燃料燃燒放出的熱量。03能說出熱機工作時燃料釋放能量的主要流向，知道什么是熱機的效率。課堂引入二火箭發(fā)射所需的推進劑一般采用液態(tài)氫、氧做為燃料。你知道這是為什么？可以換成汽油、柴油做火箭的燃料嗎？燃料二①燃料的種類：固體燃料有木柴、煤炭等；液體燃料有汽油、柴油、酒精燈；氣體燃料有煤氣、天然氣等。1.燃料用天然氣燃燒炒菜家用汽車用汽油做燃料思考一下你見過的燃料有哪些？熱料三②燃料燃燒時能量的轉(zhuǎn)化：燃料的燃燒是一種化學變化，在燃燒過程中，燃料的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。戰(zhàn)斗機發(fā)動機用航空煤油做燃料。燃料燃燒時產(chǎn)生的氣流高速噴射，使飛機獲得前進得強大動力?；鸺湛恳簯B(tài)氫與液氧的燃燒獲取內(nèi)能熱料三木材石油原油煤炭汽油、煤油、柴油、液化氣【常見燃料】天然氣氫（液氫）熱料的熱值三為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？為什么不用木材做燃料呢？相同質(zhì)量的不同燃料完全燃燒放出的熱量不同熱料的熱值三軸怎么比較不同燃料的放熱本領(lǐng)呢？將同樣一壺水從20℃加熱到100℃木柴煤炭汽油需要完全燃燒多少千克不同燃料？還可以如何比較不同燃料的放熱本領(lǐng)？軸注意的問題：1.應(yīng)控制水的

和

相等；兩種燃料的質(zhì)量（加熱時間）相等。2.通過觀察燃料燃盡（相同時間內(nèi)）時

來判斷燃料放熱能力的強弱，還需要的測量工具：

。質(zhì)量初溫溫度計示數(shù)變化天平、秒表熱料的熱值三【實驗探究】比較不同物質(zhì)放熱能力軸初溫：28℃燃料質(zhì)量：5g燃燒相同質(zhì)量的酒精和干木柴，比較他們放出熱量的多少？水的質(zhì)量：200g末溫83℃末溫62℃熱料的熱值三熱料的熱值三實驗數(shù)據(jù)

燃料溫度加熱前溫度t0/℃燃料燃盡后的溫度t末/℃水溫的變化Δt/℃5g酒精2883555g干木柴286237為了比較燃料的特性了，引入了“熱值”這個物理量。實驗結(jié)論：用質(zhì)量相同的酒精和干木柴分別給兩杯完全相同的水加熱，兩杯水升高的溫度不同，用酒精加熱的水升高的溫度多。熱料的熱值三1.燃料的熱值由于燃料的成分不同，相同質(zhì)量的不同燃料在完全燃燒時放出的熱量不同，在物理學中用熱值來表示燃料完全燃燒時放熱本領(lǐng)的大小。①定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫作這種燃料的熱值，用字母q表示。指燃料燃燒后，全部變成不可燃燒物的過程③單位：焦/千克（J/kg）

熱料的熱值三④熱值的物理意義：熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量?！纠纭磕咎康臒嶂禐?.4×107J/kg，它表示：1kg木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J。同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值一般不同。

焦/立方米（J/ｍ3）

熱料的熱值三2.常見燃料的熱值表思考一下通過表格你發(fā)現(xiàn)了什么？熱料的熱值三【解釋】為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？發(fā)射火箭中用氫做燃料，原因是液態(tài)氫具有較高的熱值，完全燃燒相同質(zhì)量的氫時，可以釋放出更多的熱量。熱料的熱值三軸【體驗】利用家用煤氣灶，把質(zhì)量是1kg的水，從室溫加熱至100℃，消耗多少煤氣？710.9946m3—710.971m3=0.0236m31.試著計算一下煤氣燃燒放出了多少熱量？2.水吸收了多少熱量？3.它們相等嗎熱機的效率四Q放=qV=3.9×107J/m3×0.0236m3=9.204×105Q吸=cm(t-t0)=4.2×103J/(kg.℃)×1kg×(100℃-25℃)=3.15×105J問題:用煤氣將1kg的水燒開(從25℃加熱到100℃),這些煤氣完全燃燒放出熱量是多少?水多吸收的熱量是多少J?(煤氣的熱值是3.9×107J/m3）思考為什么Q吸≠Q(mào)放。原因：有熱散失1.日常生活中的熱效率①建立熱效率的概念（爐子、燃氣灶的熱效率等）：吸收的能量占燃料完全燃燒放出能量的比值叫做熱效率。

②提高鍋爐中燃料熱效率的方法：把煤磨成煤粉，增大與氧氣的接觸面積；把空氣吹進爐膛增大送氧量。熱機的效率四2.用爐子燒水的效率（1）定義：水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫作用爐子燒水的效率。（3）提高效率的方法：·增加供氧·爐壁選用隔熱材料·增大受熱面積（2）公式：

熱機的效率四（1）熱機能量流向示意圖汽油在熱機汽缸內(nèi)不能完全燃燒，損失了一部分能量，機械裝置吸收部分能量，廢氣帶走部分能量，機械傳動等克服摩擦消耗部分能量，等等。只有一部分燃料燃燒所釋放能量轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰?。這部分能量被有效利用。3.熱機的效率由于機械傳動等,克服摩擦所消耗的能量燃料不能完全燃燒廢氣排出帶走的能量廢氣排出帶機械傳熱損失的能量熱機真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾龉Φ牟糠譄釞C的效率四

（2）熱機的效率熱機的效率四

蒸汽機的效率只有6%~15%

汽油機的效率為20%~30%柴油機的效率為30%~45%噴氣式發(fā)動機的效率為50%~60%常見的熱機的效率熱機的效率四所有的機械效率都小于14.提高熱機效率的主要途徑（1）盡量減少各種熱量損失，設(shè)法利用廢氣的能量熱電站：大型發(fā)電機常由蒸汽輪機推動，為了提高燃料的利用率，蒸汽輪機排出的廢氣可以用來供熱。熱機的效率四(2)在熱機設(shè)計和制造上提高技術(shù)水平和使用新材料。(3)保證良好的潤滑,減少因摩擦額外消耗的功。(4)使燃料充分燃燒。熱機的效率四這些方法可以提高熱值嗎？隨堂練習五1.木炭的熱值為3.4×107J/kg，它表示1kg木炭（）A．具有3.4×107J的熱量 B．具有3.4×107J的內(nèi)能 C．完全燃燒對外做功3.4×107J D．完全燃燒放出熱量3.4×107JD隨堂練習五2．關(guān)于燃料的熱值，下列說法中正確的是（）A．燃料的熱值越大，燃燒時達到的溫度就越高 B．燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量就越多 C．燃料燃燒越充分，則燃料的熱值就越大 D．燃料的熱值與燃料的質(zhì)量及燃燒情況無關(guān)D隨堂練習五3.甲、乙兩臺內(nèi)燃機，甲的效率為35%，乙的效率為25%，這兩個數(shù)據(jù)表示（）A．內(nèi)燃機甲做的功比內(nèi)燃機乙做得多B．內(nèi)燃機甲的功率比內(nèi)燃機乙的功率大C．在相同時間內(nèi)內(nèi)燃機甲燃燒的燃油比內(nèi)燃機乙多D．在消耗相同的燃油時，內(nèi)燃機甲做的有用功比內(nèi)燃機乙做的有用功多D隨堂練習五4．兩臺汽油機，甲做的有用功是乙的1.5倍，甲的效率是25%，乙的效率是30%，那么甲與乙消耗的汽油的質(zhì)量之比是（）A．9：5 B．5：6 C．5：9 D．6：5A隨堂練習五5.利用如圖所示裝置做“比較不同燃料燃燒時放出的熱量”的實驗。（1）除了控制水的質(zhì)量和初溫相同外，還需控制燃料的

相同。（2）通過比較

來比較酒精和碎紙片燃燒放出熱量的多少。（3）根據(jù)表格中記錄的實驗數(shù)據(jù)可知酒精和碎紙片這兩種燃料中，熱值較大的是

。

（4）本實驗使用的物理方法除了控制變量法，還采用了

。燃料加熱前的水溫/℃燃料燃盡后的水溫/℃酒精2035碎紙片2025質(zhì)量水升高的溫度酒精轉(zhuǎn)換法隨堂練習五6.一小汽車在平直的高速路上勻速行駛2.3km,用時100s,若行駛過程中發(fā)動機牽引力一直為1000N（汽油的熱值q汽=4.6×107J/kg），求：（1）汽車勻速行駛的速度；（2）汽車發(fā)動機所做的功；（3）若這段過程消耗汽油0.25kg,則發(fā)動機效率為多少？解：（1）汽車勻速行駛的速度：v＝

＝

＝23m/s；

（2）汽車的發(fā)動機所做的功：W＝Fs＝1000N×2.3×103m＝2.3×106J；

（3）汽油完全燃燒釋放的能量：Q＝mq＝0.25kg×4.6×107J/kg＝1.15×107J，