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人教版九年级物理第十四章第二节《热机的效率》教学设计
课题 14.2 热机的效率 单元 第十四章 学科 物理 年级 九年级
教材分析 《热机的效率》是人教版九年级物理第十四章的重要一节，它承接了前一节关于热机的基本概念和原理，进一步深入探讨了热机在实际应用中的效率问题。这一节内容不仅对于理解热机的性能特点具有重要意义，而且也是培养学生节能意识、环保意识以及技术应用能力的重要载体。一、教材内容概述本节教材主要包括以下几个方面的内容：1. 热机的效率定义：教材首先明确了热机效率的概念，即热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。这一概念的引入，有助于学生理解热机在实际工作过程中能量的转化和损失情况。2. 热机效率的计算方法：教材接着介绍了热机效率的计算公式，并通过实例演示了如何运用该公式进行具体计算。这一环节的教学有助于学生掌握热机效率的量化分析方法，加深对热机效率概念的理解。3. 影响热机效率的因素：教材进一步分析了影响热机效率的主要因素，包括燃料的质量、燃烧程度、散热损失、机械摩擦等。通过对这些因素的讨论，学生可以理解到提高热机效率需要从多个方面入手，包括改进燃料燃烧方式、优化热机结构、减少能量损失等。4. 提高热机效率的途径：教材最后介绍了提高热机效率的一些有效途径，如采用先进的燃烧技术、提高热机的润滑性能、减少热机的散热损失等。这些途径的介绍，不仅有助于学生了解热机技术的发展方向，而且也可以激发他们探索新技术、提高热机效率的兴趣和热情。二、教材特点分析1. 理论与实践相结合：本节教材在介绍热机效率的概念和计算方法时，注重结合具体实例进行分析和演示，使得抽象的理论知识更加生动具体，易于学生理解和掌握。2. 强调应用性和实用性：教材在介绍提高热机效率的途径时，注重突出其应用性和实用性，强调这些途径在实际生产和生活中的应用价值和意义。这有助于学生认识到学习物理知识的重要性和实用性，提高他们的学习兴趣和积极性。3. 培养环保意识和节能意识：通过对热机效率的讨论和分析，教材引导学生认识到能源的重要性和有限性，培养他们的环保意识和节能意识。这有助于学生形成正确的能源观念和生活方式，为未来的可持续发展做出贡献。三、教学建议1. 注重启发式教学：在教学过程中，教师可以采用启发式教学法，引导学生自主思考和探索热机效率的相关问题，培养他们的分析问题和解决问题的能力。2. 加强实验教学：实验教学是物理教学的重要组成部分，教师可以组织学生进行热机效率的实验测量和分析，让他们通过亲身实践来加深对热机效率的理解和掌握。3. 联系实际应用：教师可以结合生活实际和工业生产中的案例，向学生介绍热机效率的重要性和应用情况，帮助他们将所学知识与实际应用相结合，提高他们的综合素质和能力。
2022新课标要求 一、知识与技能目标1. 学生应能理解热机的效率概念，并知道它是如何定义的。他们应能区分并解释有效能量与总能量之间的差异，以及这种差异如何影响热机的效率。2. 学生应能够计算热机的效率，包括理解并应用相关的数学公式。3. 学生应了解不同热机（如内燃机、蒸汽机等）的效率特点，以及影响这些效率的各种因素，如燃料的种类、热机的设计、工作环境等。二、过程与方法目标1. 学生应通过实践活动和实验，观察并理解热机工作过程中能量的转化和损失，以及这些损失如何影响热机的效率。2. 学生应能够分析并解决与热机效率相关的问题，如提高热机效率的方法等。三、情感态度与价值观目标1. 学生应认识到提高热机效率对于节约能源、减少污染、保护环境的重要性，从而培养他们的环保意识和责任感。2. 学生应通过学习和实践，形成对物理学的兴趣和热爱，以及探索科学、追求真理的精神。四、跨学科素养目标新课标还强调培养学生的跨学科素养，因此，在《热机的效率》这一节的教学中，也应注重与其他学科（如化学、生物、地理等）的联系和整合。例如，可以探讨燃料的来源和性质（化学），能量在自然界中的流动和转化（生物和地理），以及热机在日常生活和工业生产中的应用等。
学习目标与核心素养 学习目标1. 知识与技能：①理解热机的效率概念，知道热机效率是评价热机性能的重要指标。②掌握影响热机效率的因素，了解提高热机效率的途径和方法。③能够运用热机效率的知识，分析和解决实际问题。2. 过程与方法：①通过观察、实验和数据分析，培养科学探究能力和实证精神。②学会运用物理图表和数学模型分析热机效率问题，提高解决问题的能力。3.情感、态度与价值观：①激发对物理学的兴趣和热爱，培养科学探索的精神。②增强环境保护意识，理解提高热机效率对于节能减排、保护环境的重要性。核心素养1. 科学精神：① 培养勇于探究、敢于质疑的科学精神，对于热机效率问题能够提出自己的见解和思考。②学会从物理现象中发现问题、提出假设、设计实验、收集证据、得出结论的科学探究方法。2. 实践能力：①通过实验和实践活动，提高动手能力和实践操作能力。②能够将理论知识与实际应用相结合，解决生活中的实际问题。3. 社会责任感：①理解提高热机效率对于社会可持续发展的重要性，增强社会责任感。②关注能源问题和环境问题，积极参与节能减排、保护环境的行动。
学情分析 一、知识基础在进入《热机的效率》这一节之前，学生已经掌握了热值的概念，即某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。他们理解了热值是燃料的一个固有属性，不同燃料的热值不同，并且知道热值的单位及计算方法。此外，学生还对燃料燃烧的过程有一定的了解，知道燃料燃烧是将化学能转化为内能的过程。二、认知能力九年级的学生已经具备了一定的逻辑思维能力和抽象思维能力，能够理解和分析较为复杂的概念和现象。然而，对于热机效率这一抽象概念，学生可能会感到有些困难。他们需要理解热机效率是热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，这需要对能量转化和守恒有深入的理解。三、学习兴趣学生对于热机的效率这一话题可能会有一定的兴趣，因为这与日常生活中的许多现象密切相关，如汽车、摩托车等交通工具的燃油效率问题。同时，通过提高热机效率可以节约能源、减少污染，这也有助于培养学生的环保意识和社会责任感。四、困难点分析1. 理解热机效率的概念：学生可能会难以理解热机效率的定义和计算公式，尤其是在区分有用功和总功时可能会感到困惑。2. 燃料燃烧的能量转化：学生可能会难以理解燃料燃烧过程中能量的转化和损失情况，以及这些损失对热机效率的影响。3. 应用知识解决实际问题：学生可能会难以将所学知识应用到实际问题中，如分析不同热机效率的差异、提出提高热机效率的方法等。针对以上困难点，教师可以采用多种教学方法和手段来帮助学生理解和掌握热机的效率。例如，可以通过实验演示、案例分析等方式让学生直观感受能量转化和损失的过程；可以通过小组讨论、角色扮演等方式激发学生的学习兴趣和主动性；还可以通过设置层次递进的问题引导学生深入思考和理解热机效率的概念和应用。综上所述，人教版九年级物理第十四章第二节《热机的效率》的学情分析显示，学生在知识基础、认知能力、学习兴趣和困难点等方面存在一定的差异和挑战。因此，教师在教学过程中需要充分考虑学生的实际情况，采用合适的教学方法和手段来帮助学生理解和掌握这一章节的知识。
重点 燃料的热值、热机的效率
难点 影响热机效率的因素
材料准备 多媒体课件等
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 教师：同学们，今天我们开始学习热机的效率这一节内容。热机是将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置，广泛应用于我们的生产和生活中。展示汽车的图片。教师：现代汽车使用内燃机作为动力机械。然而，并不是所有的热能都能有效转化为机械能，这就涉及到一个重要的概念——热机效率。热机效率是指热机实际输出的机械功与输入的热能之比。理解热机效率的计算和影响因素，对于提高能源利用效率、节约能源资源具有重要意义。那么，热机效率的高低受哪些因素影响呢？我们如何提高热机的效率？带着这些问题，我们进入今天的学习。 聆听教师讲解。观察图片。 直接提出热机效率的概念，引入新课。
讲授新课 燃料的热值热值的定义PPT演示图片。教师：请同学们阅读教材22页内容，结合大屏幕，回答一下问题；①在原始社会，人类使用的燃料是什么？②现代社会，人们使用的燃料可分为几大类？③请大家思考问题：燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是否相同？找出事实来支持你的观点。教师：同学们分析的非常正确。很显然，燃烧质量相同的燃料所放出的热量一般是不同的，为了表达不同燃料的这种区别，我们引入“热值”这一概念。请说出热值的定义是什么？热值的物理意义教师：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧所放出的热量。例如，汽油的热值是4.6×107J/kg，其物理意义是什么？提问：燃料的热值与燃料的质量是否有关？提问：燃料的热值与燃料的燃烧状态是否有关？讲解：燃料的热值是燃料本身的一种性质，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃料是否燃烧、燃烧的情况等无关。热值的计算公式①如果用q表示燃料的热值，用Q放表示燃料燃烧放出的热量，用m表示燃料的质量，那么根据热值的定义，热值的计算公式是什么？②如果计算燃料燃烧放出的热量，公式应该怎样表达？③如果燃料是气体，通常以体积来计算，公式应如何表达？热值的单位热值的单位是什么？热机的效率锅炉的燃料利用率指导学生阅读教材23页、24页内容。提问：使用燃料烧水时，燃料燃烧放出的全部热量与利用公式计算出的热量相比较，哪一个更多一些？为什么？提问：烧水时，燃料燃烧放出的热量能不能完全被水吸收？提问：能不能说出燃料燃烧放出的热量都在哪个环节损失掉了？教师：同学们分析的很正确。所以，在使用锅炉烧水时，只有水吸收的那一部分热量被有效利用了，其余部分都损失掉了。普通锅炉对燃料的利用率很低，因此在节约能源上改造的潜力很大。请结合教材提供的信息，谈一谈使用锅炉时，如何提高燃料的利用率。热机的效率组织同学阅读教材24页“想想议议”。教师：请大家阅读教材，然后分组讨论。提问：对于热机而言，燃料是否能够完全燃烧？提问：那一部分能量是被有效利用的？提问：热机中，燃料燃烧释放的能量有哪些损失？提问：什么是热机的效率？热机效率的公式应该如何表达？请大家阅读教材24页内容，回答：蒸汽机、汽油机和柴油机的效率分别是多少。提高热机效率的途径教师：热机的效率是衡量热机性能的一个重要的指标，在有用功相同的情况下，我们总是希望消耗更少的燃料以达到节约能源、减少污染的目的，那么，请大家讨论提高热机效率的途径是什么？教师：对，提高热机效率对于节能减排，减少污染有重要的意义，那么，热机的各种能量损失中，哪一部分损失最大？请阅读教材，分析热电站是如何利用废气携带的能量的？热电站有什么意义？教师：请大家阅读教材25页“从火车到火箭”的内容，了解热机的发展经历和热机的分类以及各种热机的应用并完成笔记。巡视指导学生阅读、笔记。 阅读教材。观察大屏幕。①回答：柴薪。②回答：可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料三大类。回答：不相同。比如，要想烧开质量相同的水，使用木材的质量要比使用煤炭的质量多。回答：某种燃料完全燃烧所放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值。回答：质量为1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。回答：无关。回答：无关。回答：Q放=mqQ放=mvJ/kg或J/m3阅读教材。回答：计算的更多一些。因为实际燃烧时，燃料燃烧的不够充分。回答：不能。回答：高温的烟气带走了相当一部分热量；装水的容器吸收热量、锅炉本身吸收热量，还有一部分散失在空气中等等。回答：是燃料燃烧的更充分。分组讨论并分析回答问题。回答：不能。回答：用来做有用功的那一部分。回答：废气带走一部分，直接散失到空气中，机器本身吸热等。回答：用来做有用功的那一部分能量与燃料燃烧放出的热量之比叫热机的效率。回答：阅读教材并回答。讨论并回答：通过改进和创新减少各种能量损失是提高热机效率的主要途径。回答：废气带走的能量。回答：热点站利用汽轮机的废气供热，提高了燃料的利用率。阅读教材。在教师指导下记笔记。 培养学生分析问题的能力。培养学生阅读能力。培养学生总结归纳能力。培养学生阅读理解能力。培养学生分析问题的能力。培养学生总结归纳能力。培养学生分析问题的能力。培养阅读分析能力。培养小组合作能力。培养学生独立阅读能力。培养学生归纳总结能力。
课堂练习 PPT演示习题内容。要求学生作答。对学生的发言进行点评。总结知识点。总结解题思路与方法。 在教师指导下完成习题。按照教师要求回答问题，聆听教师讲解并做笔记。 巩固新知。了解学生对本课基础知识的掌握情况。
课堂小结 同学们：在本节课中，我们学习了燃料的热值、热制度额计算、热机效率的定义、计算公式；我们还探讨了提高热机效率的方法，包括减少热机在工作过程中的能量损失，如减少摩擦损失、提高热机材料的导热性能、优化热机结构设计等。通过本节课的学习，大家一定会有所收获。接下来，请同学来谈一谈这一节课有什么收获。组织学生谈收获。对同学的发言进行点评。梳理本课的知识点。 谈收获。聆听教师点评、讲解。和老师一起梳理知识点、做笔记。 巩固新知。使知识系统化。培养学生总结归纳能力和逻辑思维能力。
板书 14.2热机的效率1.燃料的热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。公式：Q = mq 或 Q = vq（Q为热量，m为质量，q为热值，v为体积）单位：J/kg（固体和液体燃料）或 J/m （气体燃料）2. 热机的效率概念：热机工作时，燃料燃烧释放的能量中，转化为有用功的部分所占的比例。影响因素：与燃料的种类、热机的设计和工作状态等有关。提高途径：改进燃烧条件、减少热量损失、提高机械效率等。
课外拓展/课外阅读内容 1.查阅资料，了解不同燃料的热值及其应用领域。2.分析一种常见热机（如汽车发动机）的能量转化和损失情况，并提出改进建议。
特色资源分析和技术手段说明
教学反思 《热机的效率》是九年级物理教学中一个重要的章节，它涉及到能量转化、能量损失以及效率计算等多个方面。通过本节课的教学，我深感教学内容的深度和广度，同时也意识到在教学过程中的一些值得反思和改进的地方。首先，我对于热机的效率的定义和计算方法进行了详细的讲解。我引导学生从能量转化的角度出发，理解热机工作时能量的输入与输出的关系，从而掌握计算热机效率的基本方法。但是，我也发现部分学生对于能量转化的理解不够深入，导致在计算过程中容易出现错误。因此，我需要在今后的教学中更加注重学生对于基本概念和原理的理解，通过更多的实例和练习来加深他们的印象。其次，我在教学过程中注重了实验和演示的作用。通过实验和演示，学生可以更加直观地了解热机的工作原理和能量转化的过程，从而加深对知识点的理解和记忆。但是，我也发现部分学生对于实验的观察和分析能力还有待提高。因此，我需要在今后的教学中加强对学生实验技能的培养，让他们能够更好地参与到实验中来，提高实验教学的效果。此外，我还发现学生对于热机效率的应用和拓展知识了解不足。虽然本节课主要讲解了热机效率的基本概念和计算方法，但是在实际应用中，热机的效率会受到多种因素的影响，如燃料的种类、热机的设计、工作环境等。因此，我需要在今后的教学中注重拓展学生的知识面，引导他们了解热机效率在实际应用中的具体情况，提高他们的综合应用能力。最后，我认为在教学过程中还需要注重与学生的互动和交流。通过提问、讨论等方式，可以激发学生的学习兴趣和思维活力，促进他们对知识点的深入理解和掌握。同时，我也需要关注学生的反馈和意见，及时调整教学策略和方法，以更好地满足学生的学习需求。
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人教版九年级物理第十四章第二节《热机的效率》分层作业
基础部分
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是 的。我们把某种燃料完全燃烧放出的 与其 之比，叫做这种燃料的热值。
热值在数值上等于 。在国际单位制中，热值的单位是 ，符号是 。
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要 ，而且有效利用的热量又比放出的热量要 。（均选填“大”或“小”）
对于热机而言，用来做 的那部分能量，与燃料 放出的能量之比，叫做热机的效率。内燃机的效率比蒸汽机的 （选填“高”或“低”）。汽油机的效率为20%~30%,柴油机的效率为 。
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 的燃料，从而节约能源，减少污染。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种 ，提高效率。
下列说法正确的是( )
A.—瓶酒精用去一半，剩下的酒精的热值减小一半
B.燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C.内燃机的效率越高，它消耗的燃料就越少
D.热机效率越高，它将内能转化为机械能的比例越大
我国是能源大国，具有丰富的煤炭资源，如果优质煤炭的热值是3.5×107J/Kg,那么完全燃烧20千克的煤炭，释放出来的热 量是( )
A.7×10 J B.0.7×10 J C.3.5×107J D.7×107J
下列有关热机的说法中正确的是( )
A.可以采用增大热机功率的方法来提高热机的效率
B.热机工作的过程是将机械能转化为内能的过程
C.随着科学技术的发展，热机的工作效率可以达到100%
D.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
巩固提升
如图是一种“涡轮增压”(T型)轿车，通过给发动机更足量的空气使汽油更充分地燃烧，比普通轿车(L型)更节能，排气更清洁。同样的汽油加在 T型轿车内与加在L型轿车内相比热值 (填“更大”、“一样大”或“更小”);散热器中用水做冷却液而不用其他液体是因为水的 大。轿车在汽油燃烧不充分时会冒“黑烟”,这时发动机的效率 (填“高”、“不变”或“低”)。
干木柴的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是 。
如图是我国发射的全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”.发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有( )
A.较小的密度 B.较大的比热容 C.较低的沸点 D.较高的热值
2021年10月16日0时23分，我国长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空。下列装备中提供动力的发动机与火箭动力发动机原理相同的是( )
第一艘万吨巨轮“跃进号” 第一代高铁“复兴号” 第一架飞机“初教-5” 首批汽车“解放”
为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是( )
A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
两台汽油机，甲做的功是乙的1.5倍，甲的效率是25%,乙的效率是30%,那么甲与乙消耗的汽油的质量之比是( )
A.9:5 B.5:9 C.5:6 D.6:5
（计算）小梦用燃气灶将质量为2kg,温度为25℃的水加热到100℃,加热这些水需要燃气0.056m ,则他家燃气灶的热效率是多少？水的比热容4.2×10 J/(kg·℃),燃气的热值是4.5×10 J/m 。
难点突破
如图所示，用甲、乙两种燃料分别对质量和初温相同的水进行加热，两图装置均相同。燃料的质量用m表示，燃料充分燃尽时水升高的温度用△t表示(水未沸腾),下列选项正确的是( )。
若m相同，△t越小，燃料的热值越大 B.若△t相同，m越大，燃料的热值越大
若的值越大，燃料的热值越小 D.若 的值越大，燃料的热值越小
参考答案
不同、热量、质量
1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量、焦耳每千克、J/kg
小、小
有用功、完全燃烧、高、30%~45%
少、能量损失
D
A
D
一样大、比热容、降低
1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107J
D
C
D
A
25%
C
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14.2 热机的效率
人教版九年级物理第十四章第二节
课标要求
01
02
学习目标
04
课堂检测
06
课后作业
03
探究新知
05
课堂总结
目录
内容总览
2022新课标要求
要求学生理解热机的效率概念，知道它的定义。
要求学生能够计算热机的效率，包括理解并应用相关的数学公式。
要求学生了解不同热机的效率特点，以及影响这些效率的各种因素。
使学生认识到提高热机效率对于节约能源、减少污染、保护环境的重要性，从而培养他们的环保意识和责任感。
学生应通过实践活动和实验，观察并理解热机工作过程中能量的转化和损失，以及这些损失如何影响热机的效率。
学习目标
★
知识与技能
①理解热机的效率概念，知道热机效率是评价热机性能的重要指标。
②掌握影响热机效率的因素，了解提高热机效率的途径和方法。
③能够运用热机效率的知识，分析和解决实际问题。
★
过程与方法
①通过观察、实验和数据分析，培养科学探究能力和实证精神。
②学会运用物理图表和数学模型分析热机效率问题，提高解决问题的能力。
★
情感态度价值观
①保持对物理学的兴趣和热爱，具有科学探索的精神。
②增强环境保护意识，理解提高热机效率对于节能减排、保护环境的重要性。
新知导入
内燃机为汽车提供动力
燃料燃烧将化学能转化为内能
热机将内能转化为机械能
燃烧产生的热量能全部转化为机械能吗？
探索新知
人类使用的能量的来源
原始社会以柴薪为燃料
现代社会的燃料
固体燃料
液体燃料
气体燃料
根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同
不相同。例如，要把同样的水烧开，使用木材的质量要比使用煤炭的质量多。
探索新知
想想议议
酒
精
煤炭
天然气
探索新知
燃料的热值
在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
热值
（q）
燃料燃烧放热公式：
Q=mq（固体、液体）；Q=vq（气体）
探索新知
小资料
一些燃料的热值
燃料 热值 燃料 热值
干木柴 约1.2×107J /kg 柴油 4.3×107J /kg
烟煤 约2.9×107J /kg 煤油 4.6×107J /kg
无烟煤 约3.4×107J /kg 汽油 4.6×107J /kg
焦炭 3.0×107J /kg 氢 1.4×108J /kg
木炭 3.4×107J /kg 焦炉煤气 约1.7×107J/m3
酒精 3.0×107J /kg 沼气 约1.9×107J/m3
探索新知
热值的含义
燃料的热值是燃料的一种性质，它表现了某种燃料在燃烧时放热的本领。
燃料的热值大小只与燃料的种类有关，不同的燃料，一般热值不同；而与燃料的质量、是否完全燃烧等因素无关。
酒精的热值是3×107J/kg，其物理意义是:质量为1kg的酒精完全燃烧，放出的热量是 3×107J。
燃料的热值受气体压强的影响，其单位一般使用J/m3。
热值的含义
课堂检测
D
1.对的理解，下列说法正确的是( )
A.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比
B.燃料燃烧不充分时，部分能量将被浪费掉，热值将减小
C.燃料燃烧时，放出的热量越多，燃料的热值越大
D.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关
2.如图在"比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量“实验中，小华实验组选用碎纸片和酒精为燃料进行了实验：
(1)实验除了温度计，还需要的测量工具是___________;
(2)烧杯中液体的种类_______(选填”相同”或“不同”)质量_____(选填“相等”或“可以不等”);
(3)燃料完全燃烧后，图甲的温度计示数升高较多，则_______(选填“酒精”或“碎纸片”)放出的热量更多；
(4)酒精完全燃烧后，将500g水的温度从20°℃升高至70°℃,则水吸收的热量为________J。[c水=4200J/(kg·℃)]
课堂检测
托盘天平
相同
相等
酒精
105000
探索新知
热机的效率
燃料很难
完全燃烧
减小热
量损失
提高燃料
的利用率
放出的热量只有一少部分被有效利用
锅炉热效率的计算：
水吸收的热量
燃料燃烧放出的热量
节约能源
普通小型锅炉
提高锅炉的热效率
对锅炉进行改造
探索新知
热机的效率
在内燃机中燃料释放的能量都到哪去了？
①
燃料燃烧放出的热量（Q放）
②
转化成机械能
有用功（W有）
额外功
③
废气带走的热量
（相当一部分）
④
其它热量损失（机器吸热、散热等）
探索新知
热机的效率
用来做有用功的那一部分能量与燃料燃烧放出的总热量之比叫热机的效率。
汽油机的效率为20%~30%
柴油机的效率为30%~45%。
热机效率的计算：
由于内燃机的燃料在汽缸内燃烧，故热量损失较少，其效率高于蒸汽机。
探索新知
节能减排
提高热机的效率
热机效率是热机性能的重要指标；在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。
提高燃料的利用率
在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。（热电站）
课堂检测
A
3.关于热机的效率，下列说法正确的是( )
A.一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
B.热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
C.热机的效率越高说明做功越快
D.热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的
课堂检测
A
4.如图是汽油机工作循环中的一个冲程，下列说法正确的是( )
A.该冲程是汽油机的做功冲程，将内转化为机械能
B.该冲程是汽油机的压缩冲程，将机械能转化为内能
C.该汽油机工作时冒黑烟，说明汽油燃烧不充分，其热值变小
D.该汽油机的效率越高，在做相同功的情况下消耗的汽油越多
课堂检测
4.6×105
5.已知某种汽油的热值是4.6×107J/kg,现有汽油0.02kg,完全燃烧其中的一半，汽油放出的热量是_______J。若上述放出的热量使2kg的水温度升高25℃(未沸腾),则水吸收的热量为_______J。剩余0.01kg的汽油热值是_______J/kg,[已知ck=4.2×10 J/(kg·℃)]。如图为某汽油机工作时能量转化图，该汽油机的效率是_______。
2.1×105
4.6×107
40%
探索新知
从火车到火箭
纽科门蒸汽机
斯蒂芬森蒸汽机车（火车）
瓦特蒸汽机
探索新知
从火车到火箭
货船使用大型柴油机
挖掘机使用柴油机
摩托车使用汽油机
探索新知
从火车到火箭
用于飞机的空气喷气发动机
自带燃料和氧化剂的火箭
6.（多选）如图所示，火箭采用无毒无污染的液氧液氢和煤油推进系统，火箭向下喷出高温高压火焰获得升力后加速上升，若火箭的重量约为900t,在刚升空后的600s内就匀速运动到450km的高空。关于火箭下列说法错误的是( )
A.液氧液氢燃料的特点是质量轻、热值大
B.火箭加速上升，机械能在增大
C.火箭发动机是把内能转化为机械能的机械
D.火箭升高450km克服自身重力做功的功率约是6.75×10 W
课堂检测
AD
1.如图为我国发射的全球首颗量子卫星，为纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有( )
A.较小的密度
B.较大的比热容
C.较低的沸点
D.较高的热值
课堂练习
D
课堂练习
C
2.燃烧煤炭易造成环境污染，氢是一种自然界中储量巨大的清洁能源。已知：无烟煤的热值是3.4×10 J/kg,氢的热值是1.4×10 J/kg。下列说法正确的是( )
A.燃烧1kg的无烟煤，放出的热量为3.4×107J
B.完全燃烧1kg的氢，放出的热量为1.4×10 J/kg
C.1kg的氢和无烟煤均完全燃烧，氢放出的热量为无烟煤的四倍以上
D.氢和无烟煤均完全燃烧，放出相同的热量，氢的质量为无烟煤的两倍以上
3.我国长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空。下列装备中提供动力的发动机与火箭动力发动机原理相同的是( )
A. B. C. D.
A.新中国第一艘万吨轮——跃进号”
B.中国新—代高铁——“复兴号”
C.新中国第一架自制飞机——“初教-5”
D.新中国首批汽车——“解放”
课堂练习
C
4.汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是( )
A.甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值
课堂练习
A
5.如图是我国自主研发的水陆两栖飞机“鲲龙-600”,它可以承担大型灭火、水上救援等任务。若该两栖飞机以10m/s的速度匀速直线飞行60s,消耗航空燃油40kg,发动机的效率为40%,已知4燃由=4.2×107J/kg。求：
(1)它在此过程中飞行的路程；
(2)40kg的航空燃油完全燃烧放出的热量；
(3)飞机发动机做的功。
课堂练习
解：(1)它在此过程中飞行的路程为 : s=vt=10m/s×60s=600m
(2)40kg的航空燃油完全燃烧放出的热量为 ：Q放=mq燃油=40kg×4.2×107J/kg=1.68×109J
(3)由可得，飞机发动机做的功为： W=Q放=40%×1.68×109J=6.72×108J
答：(1)它在此过程中飞行的路程为600m;
(2)40kg的航空燃油完全燃烧放出的热量为1.68×109J;
(3)飞机发动机做的功为6.72×108J。
课堂总结
燃料的热值
热值的定义
热值的物理意义
热值的计算公式
热值的单位
热机的效率
热机效率的概念
锅炉的热效率
热机的效率
计算公式
提高热机效率
热机的发展应用
蒸汽机与蒸汽机车
汽油机与柴油机的应用
热机在飞机和火箭上的应用
板书设计
一、.燃料的热值
1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
2.物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
3.公式：Q = mq 或 Q = vq（Q为热量，m为质量，q为热值，v为体积）
4.单位：J/kg（固体和液体燃料）或 J/m （气体燃料）
二、热机的效率
1.概念：热机工作时，燃料燃烧释放的能量中，转化为有用功的部分所占的比例。
2.影响因素：与燃料的种类、热机的设计和工作状态等有关。
3.提高途径：改进燃烧条件、减少热量损失、提高机械效率等。
14.2、热机的效率
作业布置
1.调查报告
要求：对拥有汽车的家庭进行调查。了解汽车的每月的耗油情况、行驶的公里数、每月的油耗消费等。写一篇500字以内的调查报告。
2.习题作业
完成教材26页
“动手动脑学物理”
1-4题
谢谢
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