13.4 -热机效率和环境保护课件(共22张PPT) 2023-2024学年沪科版物理九年级全一册

(共22张PPT)
第十三章
第四节热机效率和环境保护
物理观念
1.认识燃料的热值；
2.理解燃料的热值是燃料的一种特性，与燃料的质量和燃烧情况无关；
3.知道热机效率的概念以及提高热机效率的方法。
科学思维
1.认识不同燃料燃烧释放内能的本领不同，生成热值概念；
2.会查热值表，能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量；
3.根据热机工作时燃烧燃料释放能量的流向，寻求提高热机效率的方法和途径。
科学探究
通过实验探究，认识不同燃料燃烧释放内能的本领不同。
科学态度与责任
1.了解燃料在生产和生活中的应用，感受利用燃料对促进社会发展和环境影响的双面
效 应 ；
2.通过热机燃料燃烧产生废渣、废气对人类生存环境的影响，树立节能减排、防止污染的责
任意识。
难点
重点
学习目标
在我们的生活和生产中，无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至航空航天等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，人们使用的能量的绝大部分都是通过燃料燃烧获得的。
那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少对人们来说是有用的？以及燃料的燃烧对我们的生存环境会造成哪些影响呢？
导入新知
生活中你还见过哪些燃料？它们燃烧时都能不断地释放能量吗？释放能量的能力相同吗？
思考：不同的燃料燃烧时所能提供的能量相同吗？
不同的燃料有什么特点？
我国航天发射中的运载火箭常用的燃料有航空煤油、液态氢等。
人类所利用的燃料有哪些？
合作探究
任务一：认识燃料的热值
讲解新知
合作探究
①图片中的各种燃料都具有什么能呢？
燃料燃烧过程中能量如何转化？
任务一：认识燃料的热值
②相同质量的不同燃料释放热量的多少相同吗
③不同燃料燃烧释放热量的能力一样吗
合作探究
任务一：认识燃料的热值
物理学中用热值来描述不同燃料燃烧释放热量的能力的不同。
热值的大小与燃料的质量、燃烧情况无关，只与燃料的种类有关。
对于热值你是怎样理解的？
任务一：认识燃料的热值
热值的单位：
热值计算公式：
Q=mq（固态或液态燃料）
Q=Vq（气态燃料）
J/kg（固态或液态燃料）
J/m3（气态燃料）
任务一：认识燃料的热值
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 1.4×107
烟煤 2.9×107 柴油 4.3×107 甲烷 5.6×107
无烟煤 3.4×107 汽油、煤油 4.6×107 乙烷 5.2×107
焦炭 3.0×107 原油 4.4×107
木炭 3.4×107 液化石油气 4.9×107
常见燃料的热值
任务一：认识燃料的热值
随讲随练
1.对于燃料的热值，下列说法正确的是（ ）
A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B.燃料没有发生燃烧时就没有热值
C.某种确定的燃料的热值，跟燃料的质量及其燃烧放出的热量无关
D.容易燃烧的燃料热值一定大
2.完全燃烧2kg汽油放出的热量是____ __J。（q汽油=4.6×107J/kg）
9.2×107
C
任务一：认识燃料的热值
想一想
①根据你的生活经验，你认为燃料能否完全燃烧
②热机工作时，燃烧释放的能量能全部对外做有用功吗 你认为热机工作时有哪些能量损失呢？
任务二：认识热机效率
归纳
①真正能转变为做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分；
②热机中燃料很难完全燃烧，燃料的化学能不能完全释放；热机工作时损失的能量：克服摩擦所消耗的能量、废气排出所带走的能量、机械传热损失的能量等。
任务二：认识热机效率
既然燃料燃烧所释放的能量不能完全被利用，并有所损失，那么就存在着内能的利用率问题。
合作探究
阅读课本，试着回答：
①热机效率如何计算？
②热机的效率能达到100％吗 为什么
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率.热机的效率一定小于100％，因为能量损失永远存在。
任务二：认识热机效率
为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率，如何提高热机效率
任务二：认识热机效率
想一想
热机的使用促进了人类的发展，但促进发展的同时，也给人类的生存带来一定的负面效应，请大家阅读教材并联系自己的生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响？
环境污染主要包括废气污染和噪声污染。
任务三：从燃料角度分析环境保护问题
交流
从燃料角度分析环境的保护问题，结合我们的生活，为了保护环境，应该怎样从我做起？
任务三：从燃料角度分析环境保护问题
燃料的热值
热机效率
燃料的热值是反映燃料释放热量能力的标志，它与燃料的质量、燃烧程度都无关，只与燃料的种类有关。
热机效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧释放能量的比值。热机效率越高，用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出能量的比值越高，热机的性能就越好。
从能量的流向看，减小能量损失，提高用来做有用功的能量占比就可以提高热机效率。
归纳新知
1.某种燃料___________放出的热量与所用燃料的质量之比叫做这种燃料的热值。
2.柴油的热值是4.3×107J/kg,它的物理意义是
______ ________________ ___，完全燃烧2kg柴油放出的热量是_ _____J。
3.酒精的热值是3.0×107J/kg,酒精灯内有20g酒精，若燃烧掉一半后其热值是_ ________。
完全燃烧
1kg柴油完全燃烧所放出的热量是4.3×107J
8.6×107
3.0×107J/kg
课堂练习
4.某家庭需要将40kg、20℃的水加热到70℃作为生活用的热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0. 4kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。求：
（1）将40kg、20℃的水加热到70℃需吸收的热量；
解：(1) 将40 kg、20 ℃ 的水加热到70 ℃需吸收的热量为
Q吸=cm水 t=4.2×10 J/(kg·℃)×40 kg×(70℃－20℃)=8.4×10 J。
解：(2)完全燃烧1kg 煤气放出的热量为
Q放=mq=1kg×4.2×107J/kg=4.2×107J。
(3)燃烧0.4 kg 煤气放出的热量为
Q放'=m'q=0.4kg×4.2×107J/kg=1.68×107J,
煤气灶烧水的效率为
4.某家庭需要将40kg、20℃的水加热到70℃作为生活用的热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0. 4kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)。求：（2）完全燃烧1kg煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的效率。