14.2热机的效率导学案2022-2023学年人教版物理九年级（Word版无答案）

14.2《热机的效率》 导学案
课前回顾
1、内燃机的哪个冲程把内能转化为机械能？
2、如图表示的是汽油机的　 　冲程；在压缩冲程中，是通过　 　方式增加气体内能的。一台单缸四冲程柴油机转速为1800转/min，则柴油机1s内做功　 　次。
3、在内燃机的工作循环中，实现将内能转化为机械能的是　 　冲程。某内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及能量转化的冲程有　 　次，吸入燃气 次。
4．将质量、初温都相同的铁球和铜球浸没在沸水中煮较长的一段时间，其中吸收热量多的是________球；把两个金属球迅速拿出来并相互接触，两者之间________(选填“会”或“不会”)发生热传递；取出后放置在空气中，放出相同热量后________球的温度较高。(已知c铁＞c铜)
课堂导入
思考：除去利用内能做功以外，还可以怎样利用内能？或者内能转化成机械能过程伴随什么现象出现？
自主预习
1．热值
(1)热值定义：在物理学中，把某种燃料__________时所放出的______与燃料_______的比叫做这种燃料的热值；热值用符号 表示．
(2)物理意义：热值在数值上等于____kg某种燃料________燃烧放出的热量．
注意：热值表示燃料在完全燃烧时把化学能转化为内能的本领大小．
探究一：
（1）以上利用 方式改变内能来让物体加热
（2）这些内能都来自于--- 燃烧
想想议议：燃料燃烧产生热量的多少和什么因素有关？
（1）1kg干木柴和2kg干木柴，燃烧情况一样，谁放出热量多？
（2）同样1kg干木柴，一个完全燃烧，另一个燃烧不充分。哪种情况放出热量？
（3）1kg干木柴和1kg煤，燃烧情况一样，谁放出热量多？
结论：影响燃料燃烧放出热量的因素：
燃料的 ；燃料的 ；燃料燃烧的 。
一、燃料的热值（ q）
例 1 木炭的热值为3.4×107 J/kg，它表示1 kg木炭(　　)
A．具有3.4×107 J的热量
B．具有3.4×107 J的内能
C．完全燃烧对外做功3.4×107 J
D．完全燃烧放出热量3.4×107 J
2.氢能源具有来源广、无污染等优点，火箭发动机用氢作燃料是因为氢的________很大，氢气的热值为1.4×108 J/kg，若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值________(选填“大于”“等于”或“小于”)1.4×108 J/kg.
(
观察燃料的热值表，看有什么发现
？
)3.燃料的热值表
1. 不同燃料的热值一般 。
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
2. 的热值最大。
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
(
例
3
：
计算一下
10
吨氢
完全燃烧放出多少焦耳的热量？
)
想一想
在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。（重点）
探究二：热机的效率（ ）
定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率.
公式：
3.热机的效率都小于 。
例 4 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，效率就越高
B．热机的效率不可能达到100%
C．汽车开的速度越大，发动机的效率越高
D．热机的效率越高，做的额外功就越少
(
热机的效率是指热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，任何能量转化过程都伴随着能量的损失，所有热机的效率不可能达到
100%
，热机的效率是有用功与总功的比值，功率大、做的有用功多或做的额外功少效率都不一定高．
)
4.一些设备的效率:
热机的效率是热机性能的重要指标。
热机的效率高，在做功同样多的情况下，
就消耗更少的燃料，从而节约资源，减少污染。
(
5.
提高热机效率的方法：
)
（1）使燃料充分燃烧;
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）利用废气的能量；（主要措施）
（4）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。
(
烧水：

=Q
吸
/Q
放
；
汽车：

=W
有
/Q
放
)
课后作业
1．关于热值和热机效率的描述，下列说法正确的是（　　）
A．燃料燃烧越充分，燃料的热值就越大
B．热机里燃料燃烧越充分，热机效率越高
C．燃料燃烧放出的热量越多，其热值越大
D．热值和热机效率都只与燃料种类有关
2．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒种内完成的冲程数和对外做功的次数分别是（　　）
A．60和15 B．30和30 C．15和15 D．60和30
3．关于提高热机效率的途径，下列说法中错误的是（　　）
A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量减少输出功率
C．尽量减少摩擦 D．尽量减少热量损失
4．关于燃料的热值，以下说法正确的是?（　　）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关?
B．容易燃烧的燃料，热值一定大?
C．煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．0.5g汽油和2kg汽油，它们的热值是一样的?
5．如右图是某老师自制的教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻飞出，关于此实验，分析正确的是（　　）
A．在酒精没有完全燃烧的情况下热值将变小
B．纸筒飞出使瓶内气体的内能增大，温度降低
C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D．能闻到酒精的气味说明分子在不停地做无规则的运动
6．如图所示为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为（　　）
A．η＝×100% B．η＝×100%
C．η＝×100% D．η＝×100%
7．“西气东输”工程已全线竣工，输送的燃料为天然气，这是利用了燃气　 　较大的特性，而且使用天然气时对环境无污染。使用天然气做饭，天然气用掉一部分后，剩余天然气的热值　 　（选填“变大”、“变小”或者“不变”）。
8．汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油4kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是　 　J，剩余汽油的热值是　 　J/kg。
9．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占20%，废气带走的能量占35%，摩擦等机械损耗占15%，则它的机械效率为　 　。若它在一个工作循环中消耗了10g汽油（热值为4.6×107J/kg），这些汽油完全燃烧产生的热量是　 　J，输出的有用机械能为　 　J。
10．如图所示，小李用装有少量的煤油和酒精的两盏灯，分别给两杯相同的水加热。待煤油和酒精燃尽时，根据水温的变化比较两种燃料的热值大小。请根据小李的方案回答下列问题：
（1）实验前装入灯中的煤油和酒精的　 　必须相同；
（2）在燃料燃尽前，如果两个烧杯中的水均已沸腾，则该实验　 　（选填“能”或“不能”）达到小李的目的；
（3）燃料燃尽后，甲温度计的示数比乙温度计的示数高，由此判断　 　（选填“煤油”或“酒精”）的热值大；
（4）该实验也可以粗略测出燃料的热值，与标准的热值相比，该实验测得的热值　 　（选填“偏大”或“偏小”），其主要原因是：　 　。