14.2《热机的效率》（同步课件）【2024秋人教九全物理高效完全备课】

(共31张PPT)
人教九全物理同步精品课件
人教版九年级全册
第十四章 内能的利用
14.2 热机的效率
2024秋人教版九年级（全）物理同步精品课件
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教学目标
新课讲授
知识总结
课堂练习
1
2
3
4
课后作业
5
教学目标
教学目标
新课讲授
知识总结
课堂练习
1
课后作业
建立热值概念，知道热值是燃料的一种特性；了解热机效率，知道热机工作时燃料释放能量的主要流向
知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在，能进行有关燃料放热的简单计算
通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的影响
物理观念
科学思维
科学探究
科学态度与责任
从能量转化的角度认识燃料的热值；从能量转化和转移的角度认识效率
课标要求
了解热机的利用与人类社会发展的关系；培养环保意识，激发社会责任感
重点
难点
热值概念的理解以及提高热机效率的方法
有关燃料热值以及热机效率的简单计算
教学目标
教学目标
新课讲授
知识总结
课堂练习
1
课后作业
新课讲授
2
新课导入1
燃料的热值2
热机的效率3
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课后作业
复习引入
汽油机
柴油机
所有的热机在工作时都需要燃料 ，先把燃料的 能转化为 能；再把 能转化为 能。
燃烧
化学
内
内
机械
生活中有哪些燃料？
燃料的热值2
热机的效率3
新课讲授
2
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课后作业
固体燃料
木炭、煤等
新课导入1
燃料的分类
液体燃料
汽油、柴油、酒精等
气体燃料
煤气、天然气等
能量转化
化学能转化为内能
燃料的热值2
热机的效率3
新课讲授
2
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教学目标
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课后作业
人类对燃料的利用历程
新课导入1
燃料使用历程
木柴
煤炭
石油
天然气
汽油、煤炭、柴油、液化气
我们现在很少看到燃烧干木柴取暖和做饭，这是为什么呢？
除了环保方面的原因，与燃料自身有没有原因呢？
燃料的热值2
热机的效率3
新课讲授
2
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课后作业
不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？
新课导入1
燃料热值
燃料的热值2
热机的效率3
新课讲授
2
新课讲授
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课堂练习
课后作业
新课导入1
实验设计
常见的两种不同燃料进行对比实验
探究不同燃料的放热本领
设计研究实验
实验燃料如何选择？
燃料质量如何知道？
放热多少如何看出？
根据什么现象可以确定放热多少不同？
用天平称量前后质量只差
看水吸热升温多少（转化法）
燃烧相同质量的不同燃料，看水温升高多少
让水温升高相同，比较燃料燃烧质量的多少
燃料的热值2
热机的效率3
新课讲授
2
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新课导入1
燃料热值
实践告诉我们，等质量的干木柴、烟煤和汽油，充分燃烧。汽油放出的热量要比干木柴和烟煤多。
我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
燃料的热值2
热机的效率3
新课讲授
2
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新课导入1
燃料热值
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，用符号q表示。
2.单位：
焦每千克，符号：J/kg（固、液体燃料）
焦每立方米，符号：J/m3（气体燃料）
3.物理意义：
数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
4.计算公式：
q=Q/m（固、液体燃料）
q=Q/V（气体燃料）
指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程
燃料的热值2
热机的效率3
新课讲授
2
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新课导入1
燃料热值
1.热值的大小只有燃料种类有关
2.不同燃料的热值一般不同
3.氢的热值最大
111
火箭用液氢作为燃料
燃料的热值2
热机的效率3
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2
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新课导入1
燃料热值
1.利用家用煤气灶，把质量为1kg的水，从室温25℃加热至100℃，消耗多少煤气？
加热前710.971m3
加热后710.9946m3
710.9946m3-710.971m3=0.0236m3
这些煤气能放出多少热量？它们都被水吸收了吗？
燃料的热值2
热机的效率3
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2
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新课导入1
燃料热值
1.利用家用煤气灶，把质量为1kg的水，从室温25℃加热至100℃，消耗煤气0.0236m3，这些煤气完全燃烧放出的热量是多少？水吸收的热量是多少？（煤气的热值是3.9×107J/m3）
煤气放出的热量：
Q放=qV=3.9×107J/m3×0.0236m3=9.204×105J
水吸收的热量：
Q吸=cm△t=4.2×104J/（kg·℃）×1kg×（100℃-25℃）=3.15×105J
水吸收的热量远小于煤气放出的热量，为什么在烧水时，水不能吸收煤气燃烧放出的全部热量？
煤气燃烧放出的热量除了要加热水，还要加热容器和周围的空气，即有热量的损耗。
热机的效率3
燃料的热值2
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2
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新课导入1
热机的效率
与机械效率类似，水吸收3.15×105J热量，煤气需要放出9.204×105J热量。这也是一种效率，也用符号 表示。
以上，煤气加热水的效率：
效率很低
提高炉子烧水效率的方法：
（1）增加供氧（往炉膛内吹空气）
（2）增大受热面积（煤磨成煤粉或煤粒）
（3）炉壁选用隔热材料
热机的效率3
燃料的热值2
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2
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新课导入1
热机的效率
热机（如内燃机）在工作时，能不能将燃料所放出的热量全部用来对外做功呢？热量都去哪里了？
燃气内能
损失的内能
无用的机械能
有用的机械能
热机的效率3
燃料的热值2
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2
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新课导入1
热机的效率
1.定义：
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，叫做热机的效率。
2.公式：
热机的效率3
燃料的热值2
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2
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新课导入1
热机的效率
蒸汽机的效率只有6%～15%
汽油机的效率只有20%～30%
柴油机的效率只有30%～45%
所有热机效率都小于1
热机的效率3
燃料的热值2
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2
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课后作业
新课导入1
热机的效率
提高热机效率的方法：
（1）使燃料充分燃烧
（2）尽量减小各种热量损失
（3）在热机设计和制造上提高技术水平和使用新材料
（4）保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的功
这些方法可以提高热值吗？
热机效率不高，因此，我们要节约资源，提高热机的利用率
热机的效率3
燃料的热值2
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2
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新课导入1
小试牛刀
热机效率高是指（ ）
A.热机温度高
B.热机功率大
C.热机在单位时间内消耗燃料少
D.燃料燃烧放出的能量转化为机械能的百分比大
D
热机的效率3
燃料的热值2
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2
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新课导入1
小试牛刀
某型号汽油机工作时的热损失情况是:汽缸散热损失30%，废气带走35%，机械摩擦损耗10%，由于汽油容易挥发等原因其利用率只有90%，则2kg能利用的汽油其完全燃烧(热值为4.6×107J/kg)获得的机械能是( )
A.0.09×107J
B.3.39×107J
C.0.88×107J
D.2.07×107J
D
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课后作业
1.下列供热方式，最有利于环境保护的是( )
A.用煤作燃料供热
B.用石油作燃料供热
C.用天然气或煤气作燃料供热
D.用太阳能供热
D
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课后作业
2.下列关于热值和热机效率的说法正确的是( )
A.燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
B.使燃料燃烧更充分，可以增大热值
C.柴油机的热机效率通常为100%
D.使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率
D
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课后作业
3.某同学估算燃气灶烧水时的效率,他在烧水壶中装入V=2.5L水,烧水前的水为20℃,将水加热至100℃,立即关闭天然气,烧水前、后燃气表的示数变化“△V=0.105 m3,该同学查得天然气的热值q=4.0×107J/m3,水的密度ρ=1.0×103kg/m3,水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃ ),求:
（1）水吸收的热量;
（2）燃气灶烧水效率
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4
课后作业
解：
（1）水的体积V=2.5L=2.5×10-3m3，
由ρ=m/V可得，水的质量
m=ρV=1.0×103kg/m3×2.5×10-3m3=2.5kg
烧开这壶水，水吸收的热量为
Q吸=cm△t=4.2×103（kg·℃）×2.5kg×（100℃-20℃）=8.4×105J。
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4
课后作业
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=△Vq=0.105m3×4×107J/m3=4.2×106J
燃气灶烧水效率：
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兴趣
行动
专注
效率
自律
作业：对应《分层练习》
谢谢
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