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1、14.2 14.2 热机的效率热机的效率九年级物理组九年级物理组 主主 备备 人：陈彬人：陈彬2 议议 课课 组：组： 议课时间：议课时间：8月月25日日 授课时间授课时间: 9月月13日日第一课时第一课时1 火箭的升空需要火箭的升空需要一种重要的燃料一种重要的燃料氢氢，你知道为什么火，你知道为什么火箭上的燃料是液态氢，箭上的燃料是液态氢，而不用汽油吗？而不用汽油吗？课前回顾课前回顾课前回顾课前回顾 （1 1 1 1分钟）分钟）分钟）分钟）2学习目标学习目标（1 1分钟）分钟）1.1.知道燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化；知道燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化；2.2.知道什么是燃料的热值；知道
2、什么是燃料的热值；3.3.会计算燃料完全燃烧时放出的热量。会计算燃料完全燃烧时放出的热量。3自学内容：自学内容：课本课本22222323页；页；自学指导自学指导 1 （1分钟）分钟）自学方法：自学方法：阅读课本；阅读课本；解决问题：解决问题： 1. 1.燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化；燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化； 2. 2.燃料热值的定义、物理意义、单位；燃料热值的定义、物理意义、单位； 3. 3.常见的燃料中，哪种燃料热值最大？常见的燃料中，哪种燃料热值最大？学生自学，教师巡视（学生自学，教师巡视（3分钟）分钟）4自学检测自学检测 1 （5分钟）分钟）1 1、燃料的种类很多，固体燃料
3、有、燃料的种类很多，固体燃料有_、_等，液体等，液体燃料有燃料有_、_等，气体燃料有等，气体燃料有_、_等。燃等。燃料燃烧是燃料的料燃烧是燃料的_转化成转化成_。木材木材煤煤汽油汽油酒精酒精煤气煤气天然气天然气化学能化学能内能内能2 2、我们把某种燃料、我们把某种燃料_时所放出的热量与其质量时所放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的之比叫做这种燃料的_，用字母，用字母 q q 表示，单位表示，单位_。它表示燃料燃烧时。它表示燃料燃烧时_本领的物理量。本领的物理量。完全燃烧完全燃烧热值热值J/kgJ/kg放热放热3 3、常见的燃料中，、常见的燃料中，_的热值最大。焦炭的热值是的热值最大。焦炭的热值
4、是3.0103.0107 7J/kgJ/kg，读作，读作_ _。氢氢3.0103.0107 7焦每千克焦每千克5点拨点拨 （15分钟）分钟）一、热值的由来：一、热值的由来：问：将一锅水烧开需要的以下燃料质量一样吗？问：将一锅水烧开需要的以下燃料质量一样吗？不一样，不一样，燃料的热值不同。燃料的热值不同。燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。6我们把某种燃料我们把某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的热量与其质量之比，放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值（叫做这种燃料的热值（符号：符号：q ）。（2）定义式：）定义式： （3）单位：）单位： J/kg （或
5、（或 J/m3）焦每千克（或焦每立方米）焦每千克（或焦每立方米）（1）定义：Q放放 = qm（5）公式：）公式：质量质量热值热值（4） q煤油煤油=4.6107 J/kg的意义：的意义： 1kg1kg的煤油的煤油完全燃烧完全燃烧时放出的热量为时放出的热量为4.6104.6107 7 J J或或:Q放放 = qV体积体积二、热值：二、热值：q qQ Q放放m m7三、一些燃料的热值：三、一些燃料的热值：干木材柴干木材柴约约1.2107 J/kg 柴油柴油3.3107 J/kg烟煤烟煤约约2.9107 J/kg 煤油煤油4.6107 J/kg无烟炭无烟炭约约3.4107 J/kg 汽油汽油4.61
6、07 J/kg焦炭焦炭3.0107 J/kg 氢氢1.4108 J/kg木炭木炭3.4107 J/kg 煤气煤气约约3.9107 J/m3酒精酒精3.0107 J/kg 沼气沼气约约1.9107 J/m3（1 1）每种燃料都有一定的热值，不同燃料热值一般不同。）每种燃料都有一定的热值，不同燃料热值一般不同。（3 3）氢的热值最大。）氢的热值最大。（2）热值是燃料本身的特性，热值是燃料本身的特性，只只与燃料的种类与燃料的种类有关有关； 与燃料的状态、质量、体积、是否完全燃烧与燃料的状态、质量、体积、是否完全燃烧,放热的放热的 多少都无关。多少都无关。燃料的热值特点：燃料的热值特点：8例例3. 酒
7、精的热值为酒精的热值为3.0107J/kg，完全燃烧，完全燃烧5dm3的酒精的酒精 放出多少的热量？（放出多少的热量？（酒精酒精=0.8 103 kg/m3）；）； 例例1.木炭木炭的热值为的热值为q=3.4107 J/kg，完全燃烧质量，完全燃烧质量 为为5kg木炭放出的热量为多少？木炭放出的热量为多少？=3.4107 J/kg 5kg=1.7 108J解：木炭放出的热量解：木炭放出的热量 Q放放=qm例例2.煤气煤气的热值为的热值为q=3.9107 J/m3 ，完全燃烧体积，完全燃烧体积 为为10L的煤气放出的热量为多少？的煤气放出的热量为多少？=3.9107 J/m3 10 10-3m3
8、 =3.9105J解：煤气放出的热量解：煤气放出的热量 Q放放=qV解：酒精的质量解：酒精的质量 m= V= 0.8 103 kg/m3 5 10-3m3 =4kg 则完全燃烧放出的热量则完全燃烧放出的热量 Q放放=qm=3.0107 J/kg 4kg=1.2 108J9我们把某种燃料我们把某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的热量与其质量之比，放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。叫做这种燃料的热值。（2）单位：）单位： J/kg （或（或 J/m3）焦每千克（或焦每立方米）焦每千克（或焦每立方米）（1）定义：Q放放 = qm（3）公式：）公式：质量质量热值热值（4） q煤油煤油=4.6107
9、 J/kg的意义：的意义： 1kg1kg的煤油完全燃烧时放出的热量为的煤油完全燃烧时放出的热量为4.6104.6107 7 J J或或:Q放放 = qV体积体积课堂小结课堂小结（2分钟）分钟）10当堂训练当堂训练（15分钟）分钟）必做题必做题2、热值的国际单位制单位是、热值的国际单位制单位是 （ ） A焦焦千克千克 B焦焦/千克千克C焦焦千克千克/ D焦焦/千克千克 3、下列燃料中，热值最大的是（、下列燃料中，热值最大的是（ ） A柴油柴油 B煤油煤油 C汽油汽油 D氢气氢气1、热机是把、热机是把_能转化为能转化为_能的机器能的机器,1千克某种千克某种燃料燃料_放出的热量叫做这种燃料的放出的热
10、量叫做这种燃料的_。完全燃烧完全燃烧热值热值BDC4、下列关于热值的说法中，正确的是（、下列关于热值的说法中，正确的是（ ） A任何物体都有热值任何物体都有热值 B燃料燃烧时才有热值燃料燃烧时才有热值 C燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关 D燃烧时放出热量多的燃料热值大燃烧时放出热量多的燃料热值大内内机械机械115.5.由由q=Qq=Q放放/m/m得出下列说法中正确的是（得出下列说法中正确的是（ ）A Am m一定时，一定时，q q与与Q Q放放成正比成正比B BQ Q放放一定时，一定时，q q与与m m成反比成反比C Cq q与与Q Q放、放、m m无关无关D
11、D以上说法都不正确以上说法都不正确C C6、酒精的热值比干木材大，下列说法中正确的是（、酒精的热值比干木材大，下列说法中正确的是（ ） A酒精含有的内能比干木材高酒精含有的内能比干木材高 B燃烧酒精比燃烧干木材放出的热量多燃烧酒精比燃烧干木材放出的热量多 C燃烧酒精比燃烧干木材产生的温度高燃烧酒精比燃烧干木材产生的温度高 D要使它们完全燃烧放出同样多的热量，所需酒精比要使它们完全燃烧放出同样多的热量，所需酒精比 干木材质量小干木材质量小D7、无烟煤的燃烧值是、无烟煤的燃烧值是3.4107J/m3，它的物理意义是：，它的物理意义是：_。1m3无烟煤在完全燃烧时放出的热量是无烟煤在完全燃烧时放出的
12、热量是3.4107J128、一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（、一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（ ） A. 密度和热值不变，比热容减为原来的一半密度和热值不变，比热容减为原来的一半 B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半比热容和密度不变，热值减为原来的一半 C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半热值和比热容不变，密度减为原来的一半 D. 密度、热值和比热容都不变密度、热值和比热容都不变D139 9、把、把5kg405kg40的水烧开，需要完全燃烧多少的水烧开，需要完全燃烧多少kgkg的干木柴的干木柴？（已知干木柴的热值为？（已知干木柴的热值为1.2101.2107 7J/kgJ/kg
13、，外界为标准大，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）解：水吸收的热量解：水吸收的热量Q吸吸=cm t=4200J/(kg0C)5kg（1000C-400C）=1.26 106J热量全部吸收则热量全部吸收则Q放放Q吸吸=1.26 106J燃烧干木头的质量燃烧干木头的质量 m mQ Q放放q q=1.26X106J1.2X107J/kg=0.105kg选做题选做题1414.2 14.2 热机的效率热机的效率九年级物理组九年级物理组 主主 备备 人：陈彬人：陈彬2 议议 课课 组：组： 议课时间：议课时间：8月月25日日 授课时间授
14、课时间: 9月月14日日第二课时第二课时15学习目标学习目标（1 1分钟）分钟）1 1. .会计算燃料完全燃烧时放出的热量会计算燃料完全燃烧时放出的热量; ;2 2. .知道热机效率的含义及提高热机效率的措施知道热机效率的含义及提高热机效率的措施; ;3 3. .能够计算热机的效率能够计算热机的效率. .16自学内容：自学内容：课本课本23232424页页自学指导自学指导 1 （1分钟）分钟）自学方法：自学方法：阅读课本阅读课本解决问题：解决问题： 1. 知道影响热机效率的因素知道影响热机效率的因素; 2. 怎么提高热机效率怎么提高热机效率. 学生自学，教师巡视（学生自学，教师巡视（3分钟）分
15、钟）17自学检测自学检测 1 （3分钟）分钟）1 1、定义：在热机里、定义：在热机里 的那部分能量的那部分能量跟跟 放出的能量之比，叫做热机的效率。放出的能量之比，叫做热机的效率。热机的效率都热机的效率都 。用来做有用功用来做有用功燃料完全燃烧燃料完全燃烧小于小于12在热机的各种损失中，在热机的各种损失中，_带走的能量最多设带走的能量最多设法利用这些能量，是法利用这些能量，是 提高燃料利用率的重要措施提高燃料利用率的重要措施废气废气4、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为；燃料不、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为；燃料不完全燃烧损失完全燃烧损失5,汽缸散热损失占汽缸散热损失占25,废气带走的能
16、废气带走的能量占量占30,摩擦等机械损耗占摩擦等机械损耗占10,则热机的效率是则热机的效率是_。303、在热机中，蒸汽机的效率很低只有、在热机中，蒸汽机的效率很低只有_,汽油机汽油机的效率为的效率为_,柴油机的效率为柴油机的效率为_.6-1520-3030-4518点拨点拨1 1 （3分钟）分钟）一、能流图分析热机效率一、能流图分析热机效率(易错易错)燃料的化学能燃料的化学能有用机械能有用机械能废气带走的能量废气带走的能量未完全燃烧、散热、克服摩擦损失未完全燃烧、散热、克服摩擦损失热机中燃料内能都到哪里去了？热机中燃料内能都到哪里去了？19由于机械传动等，由于机械传动等，克服摩擦所消耗克服摩擦
17、所消耗的能量的能量燃料很难全部燃燃料很难全部燃烧，燃料的化学烧，燃料的化学能不能全部释放能不能全部释放机械传热损失机械传热损失一部分能量一部分能量废气排出带走的能量废气排出带走的能量例：热机中燃料释放能量的主要走向示意图例：热机中燃料释放能量的主要走向示意图注：在热机的各种损失中，废气带走的能量最多注：在热机的各种损失中，废气带走的能量最多燃料的化学能燃料的化学能热机的效率：热机的效率：热热 机机 真真正正 转转 变变为为 对对 外外做做 功功 的的部部分分20例例：如图为内燃机的能流图，则内燃机的效率为（：如图为内燃机的能流图，则内燃机的效率为（ ） A、E1/E； B、E2/E； C、E3
18、/E； D、E4/E。E1E2E3E4ED21化学能化学能（100 100 ）内能内能机械能机械能燃烧不完全燃烧不完全损失的能量损失的能量废气带走废气带走的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电流通过导电流通过导线时发热损线时发热损失的能量失的能量散热损失散热损失的能量的能量发电机发电机蒸气轮机蒸气轮机锅炉锅炉散热损失散热损失的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电能（电能（3030）火火电电站站能能流流图图22二、提高热机效率的方法二、提高热机效率的方法1. 保持良好的润滑，减小摩擦。保持良好的润滑，减小摩擦。2. 减少废气带走的能量。减少废气带走的能量。3.使燃料充分燃
19、烧。使燃料充分燃烧。4.尽量减少各种热量损失。尽量减少各种热量损失。由于机械传动由于机械传动等，克服摩擦等，克服摩擦所消耗的能量所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能燃料的化学能不能全部释放全部释放机械传热机械传热损失一部损失一部分能量分能量废气排出带走的能量废气排出带走的能量热热 机机 真真正正 转转 变变为为 对对 外外做做 功功 的的部部分分23自学内容：自学内容：回顾机械效率计算的相关知识回顾机械效率计算的相关知识自学指导自学指导 2 （1分钟）分钟）自学方法：自学方法：阅读课本阅读课本解决问题：解决问题：掌握热机效率的计算掌握热机效率的计算;学生自学，教师巡
20、视（学生自学，教师巡视（3分钟）分钟）24自学检测自学检测 2 （3分钟）分钟）2、汽车热机的效率：、汽车热机的效率：QQ放放为燃料完全燃烧放出的热量，为燃料完全燃烧放出的热量， 即即Q放放=_或或Q放放=_.W W有有Q Q放放W有有为热机输出的有用功，为热机输出的有用功， 即牵引力做的功，即牵引力做的功， W有有=_或或W有有=_.FsPtqmqV1、烧水的效率：、烧水的效率：Q Q吸吸Q Q放放QQ放放为燃料完全燃烧放出的热量，为燃料完全燃烧放出的热量， 即即Q放放=_或或Q放放=_.Q Q吸吸为水吸收的热量，即为水吸收的热量，即Q吸吸=_；cmtqmqV25例例1、某家庭需要将、某家庭
21、需要将50kg、20的水加热到的水加热到60作为生活作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气已煤气已知煤气的热值知煤气的热值q=4.2107J/kg，求：，求：（1）50kg、20的水加热到的水加热到60需吸收的热量需吸收的热量（2）完全燃烧）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的效率）煤气灶烧水的效率 解：解：(1)(1)水吸热水吸热Q Q 吸吸cmcm水水tt=4.2X103J/kgX 50kgX（60-20） =8.4X106J(2)燃料完全燃烧放出热量燃料完全燃烧放出热量（3）煤气灶烧水的效率）煤气灶烧水的
22、效率 Q Q吸吸Q Q放放=8.4X106J3.36X107J=25%Q放放=qm气气 =4.2107J/kgX 0.8kg=3.36X107J典例分析，教师点拨典例分析，教师点拨2 2 （3分钟）分钟）26课堂小结课堂小结（2分钟）分钟）1.1.定义定义：用来做用来做有用功有用功的那部分能量和燃料的那部分能量和燃料完全燃烧完全燃烧 放出的能量之比。放出的能量之比。2 2、公式、公式: : 热机的效率：热机的效率：3 3、提高效率办法：、提高效率办法：1. 1. 保持良好的润滑，减小摩擦。保持良好的润滑，减小摩擦。2. 2. 减少废气带走的能量。减少废气带走的能量。3.3.使燃料充分燃烧使燃料
23、充分燃烧4.4.尽量减少各种热量损失尽量减少各种热量损失27当堂训练（当堂训练（1515分钟）分钟）1.1.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，表明（甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，表明（ ）A A、甲的功率小、甲的功率小 B B、甲做的功少、甲做的功少C C、甲消耗的柴油多、甲消耗的柴油多D D、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小2 2. .关于提高热机效率的途径，下列错误的是（关于提高热机效率的途径，下列错误的是（ ）A A、尽量使燃料完全燃烧、尽量使燃料完全燃烧 B B、尽量减少输出功率、尽量减少输出功率C C、尽量减小摩擦、尽量减小摩擦 D D、尽量
24、减少热量损失、尽量减少热量损失DB28B3 3. .294.4.某热机的效率为某热机的效率为2020，这表明做，这表明做100J100J的有用功时（的有用功时（ ）A A、要消耗、要消耗20J20J的燃料内能的燃料内能B B、要向外散失、要向外散失80J80J的热量的热量C C、要消耗燃烧后能放出、要消耗燃烧后能放出500J500J内能的燃料内能的燃料D D、要消耗、要消耗80J80J的燃料内能的燃料内能C5.5.下面说法不正确的是（下面说法不正确的是（ ）A A. .燃料燃烧时，将化学能转化为内能燃料燃烧时，将化学能转化为内能B B. .人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的人类使用的
25、能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的C C. .l kgl kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值D D. .提高燃料的利用率是节约能源的重要措施提高燃料的利用率是节约能源的重要措施C306、现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料、现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料秆浆秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20的水温度升高到的水温度升高到80。（秆浆煤的热值为（秆浆煤的热值为2.4107J/kg）求：）求：（1）水需要吸收的热量？）水需要吸收的热量？ （2）如果秆浆煤燃烧释放的）如果秆浆煤燃烧释放的热量完全被水吸收，需要完
26、全燃烧多少千克秆浆煤？热量完全被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？解：解：（1 1）水吸收的）水吸收的热量：量：Q Q吸吸=cm=cm水水tt =4.210 =4.2103 3J/J/（kgkg）50kg 50kg （80-2080-20）=1.2610=1.26107 7 J J（2 2）需要的）需要的秆秆的的质量量m mQ Q放放q q=1.26X107J=0.525kg2.4107J/kg317、一辆汽车的发动机输出功率为、一辆汽车的发动机输出功率为60KW，每小时消耗汽，每小时消耗汽油油10kg，请计算发动机的效率（汽油的热值为，请计算发动机的效率（汽油的热值为4.6107 J/kg ）解：发动机每小时做功解：发动机每小时做功 w有有=Pt=60103W3600s=2.16108J 完全燃烧完全燃烧10kg汽油放出的热量汽油放出的热量 Q放放=qm= 4.6107 J/kg 10kg=4.6108JW W有有Q Q放放=2.16X108J4.6X108J=47%发动机的效率发动机的效率选做题选做题32
