2.3 热机的效率 课件 (共40张PPT)（2022新课标）
文档属性
| 名称 | 2.3 热机的效率 课件 (共40张PPT)（2022新课标） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 8.4MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-08-29 11:19:58 | ||
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文档简介
(共40张PPT)
课题 2.3 热机效率
教科版 九年级物理上册
制作 高文超
教学目标
1.物理观念：
（1）了解热机效率概念。
（2）了解不同热机的效率值。
（3）了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
2.科学思维：
（1）经历“分析燃料释放的热量分配”的过程，学习简单的定量分析方法。
（2）通过与热机效率对比，进一步体会效率概念。感悟效率是评价投入、产出的基本方法。
教学目标
3.科学探究：
热机的广泛使用带来了环境污染。
4.科学态度与责任：
（1）在“分析燃料释放的热量分配”过程中，感受转化成机械能的内能只是一部分，为以后理解热学第二定律积累感性知识，以利于形成正确的科学观。
（2）感受自然科学的发展和先进技术的应用在推进人类社会发展的同时造成了环境污染，以利于理解可持续发展的内涵。
（3）认识当前人类现代化的生活对能源的依赖和能源紧缺对人类生存的挑战，认识到节约能源和开发能源才能实现可持续发展。
教学目标
教学重点
热机效率的概念
教学难点
理解环境污染与热机使用的关系
新知导入
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。
汽车维修
新知讲解
对热机中的能量转化进行研究，可以改进热机性能、有效利用资源，减少排放污染。
一、热机效率
新知讲解
在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了呢 下图表示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。
讨论交流 热机里能量转化
新知讲解
汽车内燃机的能量的流向
燃料释放的热量（100%）
新知讲解
汽车内燃机的能量的流向
燃料释放的热量（100%）
输出有用功占燃料释放热量的百分比
新知讲解
热机一般是通过燃料的燃烧来做功的。燃料燃烧发出的能量，并不能全部用来做有用功。
一、热机效率
热机效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率（efficiency），来描述热机性能。
新知讲解
一、热机效率
热机效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率（efficiency），来描述热机性能。
热机效率η＜1，是热机的重要指标。效率高，性能好。
新知讲解
一些热机的效率
名称 热机效率
蒸汽机 4%~8%
蒸汽轮机 25%~30%
燃汽轮机 50%~60%
汽油机 26%~40%
柴油机 34%~45%
喷气发动机 50%~60%
一、热机效率
新知讲解
二、改变世界的热机
从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的应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史。
18世纪中后期，蒸汽机的应用，实现了纺织工业机械化
新知讲解
二、改变世界的热机
机械化工业如雨后春笋，使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”，极大地推动了人类第一次工业革命。
18世纪末，蒸汽机广泛应用采矿业上
新知讲解
二、改变世界的热机
几百年来，为了提高热机效率，科学家、工程师们以极大的热情去探索、创新，技术日趋先进，应用更加广泛。今天，各种火电站和热电站里，蒸汽机正在将煤炭、天然气和石油转化为电能。
用蒸汽轮机发电的火电站
新知讲解
二、改变世界的热机
以热机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把整个世界连接在一起。热机，从根本上改变着我们的世界。
以热机为基础的各种交通工具正在将地球变成“地球村”
新知讲解
二、改变世界的热机
以热机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把整个世界连接在一起。热机，从根本上改变着我们的世界。
以热机为基础的各种交通工具正在将地球变成“地球村”
新知讲解
热机，给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染。
三、地球就在我们手中
火力发电厂 炼钢厂 拥堵的交通
新知讲解
电站和工厂在依靠煤和石油的燃烧获取能量的同时，也严重污染了大气。而热机排出的二氧化碳所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。
三、地球就在我们手中
火力发电厂 炼钢厂 拥堵的交通
新知讲解
电站和工厂在依靠煤和石油的燃烧获取能量的同时，也严重污染了大气。而热机排出的二氧化碳所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。
三、地球就在我们手中
火力发电厂 冒烟交通工具
新知讲解
我们的主要交通工具——汽车，已经是许多城市环境污染的主要来源。汽油和柴油的燃烧，不仅排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还带走了总热量的60%，对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。此外，各种汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。
三、地球就在我们手中
新知讲解
汽车，是许多城市环境污染的主要来源。排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还带走了总热量的60%，对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。各种汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。
三、地球就在我们手中
新知讲解
汽车，是许多城市环境污染的主要来源。排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还带走了总热量的60%，对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。各种汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。
三、地球就在我们手中
新知讲解
保护环境，已经成为当前需要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用电动车取代内燃机车
新知讲解
保护环境，已经成为当前要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用水力发电取火力发电
新知讲解
保护环境，已经成为当前要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用风力发电取代火力发电
新知讲解
保护环境，已经成为当前要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用太阳能发电取火力发电
新知讲解
习题P32T3 某型号的汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油1.5L。已知汽油的密度为ρ汽油=0.7×103kg/m3，汽油的热值q汽油=4.5×107J/kg。假设燃油完全燃料，汽油机的效率为40%，则该型号汽车在此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？
习题解析
新知讲解
解析：消耗汽油1.5L的质量
m=ρ汽油V
=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg 。
燃烧1.2kg汽油释放的热量
Q放=mq汽油
=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J。
所做有用功W=ηQ放=40%×4.725×107J=1.89×107J。
行驶6km受到牵引力
===3.15×103N
习题解析
新知讲解
解析：1.5L汽油的质量m=ρ汽油V
=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg 。
燃烧1.05kg汽油释放的热量Q放=mq汽油
=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J。
所做有用功W=ηQ放=40%×4.725×107J=1.89×107J。
行驶6km受到牵引力
===3.15×103N
汽车匀速行驶，阻力等于牵引力
=F=3.15 ×103N。
习题解析
课堂练习
1.下列说法不正确的是（ ）
A. 热机是通过燃料的燃烧来做功的
B. 燃料燃烧放出的能量并不能全部用来做有用功
C.热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率
D. 热机效率可以大于1
D
课堂练习
2.下列说法正确的是（ ）
A.18世纪60年代，内燃机在纺织广泛应用
B.内燃机的应用，结束了以人力、蓄力为主要动力的历史
C.以“火”为动力的“蒸汽机时代”，极大地推动了人类的第一次工业革命
D.以蒸汽机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把整个世界连在一起
C
课堂练习
3.下列说法不正确的是（ ）
A.热机给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染
B.电站和工厂依靠煤和石油获取能量，严重污染了大气
C.热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面的热平衡有较大的影响
D. 内燃机汽车不会对周围环境产生不利影响
D
课堂练习
4.为了提高热机效率，应尽可能做到（ ）
A．采用优质燃料
B．降低热机功率
C．减少热机的各种热损失，保持良好的润滑
D．避免使用热机
C
课堂练习
5.关于热机和环境保护的说法正确的是（ ）
A.热机的大量使用会造成环境污染
B.热机都是用汽油做燃料的
C.内燃机汽车排出的尾气全部是无毒气体
D.蒸汽机一定是用蒸汽做燃料
A
课堂总结
1.热机里能量转化：转化有用功约40%；废气、散热损失能量约60%
热机效率：所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比。
η，η，性能好，污染小。
2.改变世界的热机：蒸汽机——推动第一次工业革命；今天，蒸汽轮机正将煤炭、天然气、石油转化为电能；以热机为动力汽车、火车、轮船和飞机将世界连在一起。
3.地球就在我们手中：热机废气、废热、噪声三大污染：大气——氮氧、碳氧化物和铅；热污染——城市热岛效应；噪声——危害健康。利用绿色能源;研究、开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
板书设计
1.热机里能量转化：转化有用功约40%；废气、散热损失能量约60%
热机效率：所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比。
η，η高，性能好，污染小。
2.改变世界的热机：蒸汽机——推动第一次工业革命；今天，蒸汽轮机正将煤炭、天然气、石油转化为电能；以热机为动力汽车、火车、轮船和飞机将世界连在一起。
3.地球就在我们手中：热机废气、废热、噪声三大污染：大气——氮氧、碳氧化物和铅；热污染——城市热岛效应；噪声——危害健康。利用绿色能源;研究、开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
作业布置
1.课堂作业P32.T3
2.家庭作业P32.T1、T2。
谢谢
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兼职招聘：
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/admin
课题 2.3 热机效率
教科版 九年级物理上册
制作 高文超
教学目标
1.物理观念：
（1）了解热机效率概念。
（2）了解不同热机的效率值。
（3）了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
2.科学思维：
（1）经历“分析燃料释放的热量分配”的过程，学习简单的定量分析方法。
（2）通过与热机效率对比，进一步体会效率概念。感悟效率是评价投入、产出的基本方法。
教学目标
3.科学探究：
热机的广泛使用带来了环境污染。
4.科学态度与责任：
（1）在“分析燃料释放的热量分配”过程中，感受转化成机械能的内能只是一部分，为以后理解热学第二定律积累感性知识，以利于形成正确的科学观。
（2）感受自然科学的发展和先进技术的应用在推进人类社会发展的同时造成了环境污染，以利于理解可持续发展的内涵。
（3）认识当前人类现代化的生活对能源的依赖和能源紧缺对人类生存的挑战，认识到节约能源和开发能源才能实现可持续发展。
教学目标
教学重点
热机效率的概念
教学难点
理解环境污染与热机使用的关系
新知导入
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。
汽车维修
新知讲解
对热机中的能量转化进行研究，可以改进热机性能、有效利用资源，减少排放污染。
一、热机效率
新知讲解
在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了呢 下图表示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。
讨论交流 热机里能量转化
新知讲解
汽车内燃机的能量的流向
燃料释放的热量（100%）
新知讲解
汽车内燃机的能量的流向
燃料释放的热量（100%）
输出有用功占燃料释放热量的百分比
新知讲解
热机一般是通过燃料的燃烧来做功的。燃料燃烧发出的能量，并不能全部用来做有用功。
一、热机效率
热机效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率（efficiency），来描述热机性能。
新知讲解
一、热机效率
热机效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率（efficiency），来描述热机性能。
热机效率η＜1，是热机的重要指标。效率高，性能好。
新知讲解
一些热机的效率
名称 热机效率
蒸汽机 4%~8%
蒸汽轮机 25%~30%
燃汽轮机 50%~60%
汽油机 26%~40%
柴油机 34%~45%
喷气发动机 50%~60%
一、热机效率
新知讲解
二、改变世界的热机
从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的应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史。
18世纪中后期，蒸汽机的应用，实现了纺织工业机械化
新知讲解
二、改变世界的热机
机械化工业如雨后春笋，使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”，极大地推动了人类第一次工业革命。
18世纪末，蒸汽机广泛应用采矿业上
新知讲解
二、改变世界的热机
几百年来，为了提高热机效率，科学家、工程师们以极大的热情去探索、创新，技术日趋先进，应用更加广泛。今天，各种火电站和热电站里，蒸汽机正在将煤炭、天然气和石油转化为电能。
用蒸汽轮机发电的火电站
新知讲解
二、改变世界的热机
以热机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把整个世界连接在一起。热机，从根本上改变着我们的世界。
以热机为基础的各种交通工具正在将地球变成“地球村”
新知讲解
二、改变世界的热机
以热机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把整个世界连接在一起。热机，从根本上改变着我们的世界。
以热机为基础的各种交通工具正在将地球变成“地球村”
新知讲解
热机，给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染。
三、地球就在我们手中
火力发电厂 炼钢厂 拥堵的交通
新知讲解
电站和工厂在依靠煤和石油的燃烧获取能量的同时，也严重污染了大气。而热机排出的二氧化碳所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。
三、地球就在我们手中
火力发电厂 炼钢厂 拥堵的交通
新知讲解
电站和工厂在依靠煤和石油的燃烧获取能量的同时，也严重污染了大气。而热机排出的二氧化碳所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。
三、地球就在我们手中
火力发电厂 冒烟交通工具
新知讲解
我们的主要交通工具——汽车，已经是许多城市环境污染的主要来源。汽油和柴油的燃烧，不仅排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还带走了总热量的60%，对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。此外，各种汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。
三、地球就在我们手中
新知讲解
汽车，是许多城市环境污染的主要来源。排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还带走了总热量的60%，对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。各种汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。
三、地球就在我们手中
新知讲解
汽车，是许多城市环境污染的主要来源。排放了大量氮氧化物、碳氧化物和铅，汽车内燃机的废气和冷却水还带走了总热量的60%，对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。各种汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。
三、地球就在我们手中
新知讲解
保护环境，已经成为当前需要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用电动车取代内燃机车
新知讲解
保护环境，已经成为当前要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用水力发电取火力发电
新知讲解
保护环境，已经成为当前要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用风力发电取代火力发电
新知讲解
保护环境，已经成为当前要解决的重要课题。随着科技的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
三、地球就在我们手中
用太阳能发电取火力发电
新知讲解
习题P32T3 某型号的汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油1.5L。已知汽油的密度为ρ汽油=0.7×103kg/m3，汽油的热值q汽油=4.5×107J/kg。假设燃油完全燃料，汽油机的效率为40%，则该型号汽车在此速度行驶的过程中，受到的阻力是多大？
习题解析
新知讲解
解析：消耗汽油1.5L的质量
m=ρ汽油V
=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg 。
燃烧1.2kg汽油释放的热量
Q放=mq汽油
=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J。
所做有用功W=ηQ放=40%×4.725×107J=1.89×107J。
行驶6km受到牵引力
===3.15×103N
习题解析
新知讲解
解析：1.5L汽油的质量m=ρ汽油V
=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg 。
燃烧1.05kg汽油释放的热量Q放=mq汽油
=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J。
所做有用功W=ηQ放=40%×4.725×107J=1.89×107J。
行驶6km受到牵引力
===3.15×103N
汽车匀速行驶，阻力等于牵引力
=F=3.15 ×103N。
习题解析
课堂练习
1.下列说法不正确的是（ ）
A. 热机是通过燃料的燃烧来做功的
B. 燃料燃烧放出的能量并不能全部用来做有用功
C.热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率
D. 热机效率可以大于1
D
课堂练习
2.下列说法正确的是（ ）
A.18世纪60年代，内燃机在纺织广泛应用
B.内燃机的应用，结束了以人力、蓄力为主要动力的历史
C.以“火”为动力的“蒸汽机时代”，极大地推动了人类的第一次工业革命
D.以蒸汽机为动力装置的汽车、火车、轮船和飞机把整个世界连在一起
C
课堂练习
3.下列说法不正确的是（ ）
A.热机给人类文明带来了进步，也给生态环境造成了污染
B.电站和工厂依靠煤和石油获取能量，严重污染了大气
C.热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面的热平衡有较大的影响
D. 内燃机汽车不会对周围环境产生不利影响
D
课堂练习
4.为了提高热机效率，应尽可能做到（ ）
A．采用优质燃料
B．降低热机功率
C．减少热机的各种热损失，保持良好的润滑
D．避免使用热机
C
课堂练习
5.关于热机和环境保护的说法正确的是（ ）
A.热机的大量使用会造成环境污染
B.热机都是用汽油做燃料的
C.内燃机汽车排出的尾气全部是无毒气体
D.蒸汽机一定是用蒸汽做燃料
A
课堂总结
1.热机里能量转化：转化有用功约40%；废气、散热损失能量约60%
热机效率：所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比。
η，η，性能好，污染小。
2.改变世界的热机：蒸汽机——推动第一次工业革命；今天，蒸汽轮机正将煤炭、天然气、石油转化为电能；以热机为动力汽车、火车、轮船和飞机将世界连在一起。
3.地球就在我们手中：热机废气、废热、噪声三大污染：大气——氮氧、碳氧化物和铅；热污染——城市热岛效应；噪声——危害健康。利用绿色能源;研究、开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
板书设计
1.热机里能量转化：转化有用功约40%；废气、散热损失能量约60%
热机效率：所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比。
η，η高，性能好，污染小。
2.改变世界的热机：蒸汽机——推动第一次工业革命；今天，蒸汽轮机正将煤炭、天然气、石油转化为电能；以热机为动力汽车、火车、轮船和飞机将世界连在一起。
3.地球就在我们手中：热机废气、废热、噪声三大污染：大气——氮氧、碳氧化物和铅；热污染——城市热岛效应；噪声——危害健康。利用绿色能源;研究、开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染。
作业布置
1.课堂作业P32.T3
2.家庭作业P32.T1、T2。
谢谢
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