2022 沪科版物理 九年级全 第十三章 第四节　热机效率和环境保护 课件(共19张PPT)

(共19张PPT)
第四节　热机效率和环境保护
探核心·思维养成
【课题一】燃料的热值(教材P50、51)
【情境导学】
用相同的水壶，分别用干木柴和天然气将初温相同、质量相同的一壶水烧开，
需要的干木柴的质量_________(选填“大于”“等于”或“小于”)天然气的
质量。
【合作探究】
1.为了研究燃料释放热量的能力，物理学中提出了_________这个概念。
2．热值：某种燃料_________燃烧放出的热量与所用该燃料的_________之比。
大于
热值
完全
质量
3．推论：根据热值定义，计算燃料完全燃烧放出的热量。
(1)质量为m的固体或液体燃料完全燃烧放出的热量：Q放＝_______。
(2)体积为V的气体燃料完全燃烧放出的热量：
Q放＝_______。
qm
qV
4．热值的理解：比较一些燃料的热值，思考以下问题：
燃料 热值q/
(J·kg－1) 燃料 热值q/
(J·kg－1) 燃料 热值q/
(J·kg－1)
干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 氢气 1.4×108
烟煤 2.9×107 柴油 4.3×107 天然气 3.3×107～
4．5×107
无烟煤 3.4×107 汽油 4.6×107 液化石油气 4.9×107
焦炭 3.0×107 煤油 4.6×107 煤气 1.8×107
木炭 3.4×107 原油 4.4×107
(1)比较不同种类燃料的热值，它们的大小一般_________，说明燃料的热值大
小与燃料的_________有关。
(2)分别比较焦炭和酒精、煤油和汽油的热值，物质不同，但热值_________，
说明不同燃料的热值可能_________。
(3)酒精的热值为3.0×107 J/kg，表示的物理意义是1 kg的酒精_________燃烧
时放出的热量为_____________。
不同
种类
相同
相同
完全
3×107 J
【延伸思考】
　在定义燃料的热值时，为什么要强调完全燃烧？
答：完全燃烧的含义是烧完、烧尽，1 kg的某种燃料只有在完全燃烧时放出的热量才等于这种燃料的热值大小，如果没有完全燃烧，放出的热量比完全燃烧放出的热量少。
【课题二】热机效率(教材P51、52)
1.热机效率：热机运转时，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比
值。
2．根据热机效率的定义，可知热机效率的计算公式：
η＝____×100%。
3．提高热机效率的主要途径：减少热机工作中的_________________。
各种能量损失
【延伸思考】
　(1)热机的效率能大于或等于100%吗？
答：不能。燃料燃烧时总有一部分能量损失，不能全部用来做有用功。(或燃料一般不能完全燃烧)
(2)热机的功率大，热机的效率就高吗？
答：不一定。二者是两个不同的物理量，没有任何关系。
析典题·领悟技法
【知识点一】燃料热值的理解
【典题1】(2021·南昌期中)关于燃料的热值，以下说法中正确的是( )
A．燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关
B．燃烧2 kg某种燃料放出3.6×107 J的热量，则这种燃料的热值为1.8×
107 J/kg
C．燃料的质量越大，热值越大
D．燃料燃烧不完全时热值会变小
A
【易错警示】
(1)特性：热值和密度、比热容等物理量性质相同，是物质本身的一种特性，它只与物质的种类有关，与燃料的质量、体积、燃料燃烧情况无关。
(2)规避“两个失误点”：
①热值大，放出热量不一定多。
②不能说热值与放出热量成正比，与燃料质量成反比。
【变式1】(2020·无锡中考)煤炭是一种重要能源。为判断煤炭品质的优劣，最
科学的方法是检验煤炭的( )
A．比热容 B．密度 C．热值 D．温度
【变式2】(2021·柳州期中)已知1 kg无烟煤的热值是3.4×107 J/kg，则2 kg
无烟煤不完全燃烧时的热值是( )
A．等于6.8×107 J/kg
B．大于3.4×107 J/kg且小于6.8×107 J/kg
C．等于3.4×107 J/kg
D．小于3.4×107 J/kg
C
C
【知识点二】热机效率的计算
【典题2】(2020·大连中考)近几年来，大连市民陆续使用上了安全、清洁的天然气。某用户在使用天然气灶加热水时，完全燃烧了0.05 m3的天然气，将3 kg的水从20 ℃加热到80 ℃。已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值是3.6×107 J/m3。试求：
(1)天然气完全燃烧放出的热量是多少？
(2)水吸收的热量是多少？
(3)该天然气灶加热这些水的效率是多少？
【解题指南】
(1)燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q放＝Vq。
(2)水吸收热量的计算公式：Q吸＝cmΔt。
(3)天然气灶的加热效率计算公式：η＝ ×100%。
【变式1】(2019·郴州中考)用液化气灶烧水，把 1.5 kg初温为 20 ℃的水加
热到 100 ℃，需要吸收的热量为_____________ J。若上述过程中完全燃烧了
0.021 kg 液化气，且只有60%的热量被水吸收，则液化气的热值为
__________J/kg。[c 水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
5.04×105
4×107
【变式2】(2020·西藏中考)拉萨素有“日光城”之称，太阳灶得到广泛使用，如图所示，周末，扎西在家用太阳灶烧水，水壶里装有5 kg的水，经过一段时间后，水温从10 ℃升高到90 ℃，假设这段时间太阳灶共吸收了4.2×106 J的热量。 [c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
(1)求水吸收的热量；
(2)求太阳灶的效率。
提高途径
放热计算
完全燃烧
热机效率
燃料的利用率
燃料的热值
提
前
减少摩擦消耗
减少热损
充分燃烧
（气）
Q=qm（固、液）
Q=qV
算
计
更新技术