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2.3 热机效率
岳阳市第十中学 高文超
教育科学出版社义务教育教科书物理（九年级上册）
2.3热机效率
2.3 热机效率
岳阳市第十中学九年级备课组
热机效率
教学目标
1.知识与技能
（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。
教学目标
2.过过程与方法
（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.情感态度与价值观
（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。
教学重点
建立热机效率的概念。
教学难点
理解环境污染与热机使用的关系
一、热机效率
对热机中能量转化进行研究，可以改进性能、有效利用资源、减少排放污染。
燃料释放的热量（100%）
废气（33%~35%）
冷却水（30%~32%）
摩擦与辐射（7%~9%）
输
出
有
用
功
25%
~
30%
100%
发动机风扇（10%）
变速齿轮（10%）
轴（4%）
克服车轮阻力（17%）
克服空气阻力（42%）
克服爬坡阻力（17%）
汽车内燃机的能量流向
燃料释放的热量（100%）
废气（33%~35%）
冷却水（30%~32%）
摩擦与辐射（7%~9%）
输出有用功（25%~30%）
100%
发动机风扇（10%）
变速齿轮（10%）
轴（4%）
克服车轮阻力（17%）
克服空气阻力（42%）
克服爬坡阻力（17%）
汽车内燃机的能量流向
定义：热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率。
公式：
热机效率是热机的重要指标。效率高，性能好。
一些热机的效率
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%
二、改变世界的热机
用蒸汽轮机发电的火电站。
二、改变世界的热机
几百年来，为了提高热机效率，科学家、工程师去探索、创新，技术日趋先进，应用更加广泛。各种火电站和热电站，蒸汽轮机正将煤炭、天然气和石油转化为电能；以热机为动力的汽车、飞机、轮船把世界联系在一起。
三、地球就在我们手中
2015.9.3中国举行阅兵庆祝活动，得到世界好评。你知道北京的阅兵蓝天的美景采取了哪些措施吗？
三、地球就在我们手中
火电站 炼钢厂 拥堵的汽车
热机，给人类文明带来了进步，也给环境造成了污染。
热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面热平衡有较大影响。
三、地球就在我们手中
我们的主要交通工具——汽车，是许多城市环境污染的主要来源。
排放大量的氮氧化物、碳氧化物和铅，废气和冷却水带走总热量的60%，成为城市热岛效应的元凶之一。此外噪声危害身心健康的公害之一。
三、地球就在我们手中
随着科学技术的进步，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。
热机能量去向
废气散热损失能量约60%
转化有用功约40%
热机效率：所做有用功与燃料完全燃烧释放的能量之比。
公式： 效率高，性能好。
蒸汽机——第一次工业革命；蒸汽轮机发电；以热机为动力汽车飞机连接世界。
热机三污染：大气——氮氧、碳氧化物；热污染——热岛效应；噪声。
利用绿色能源;开发低能耗,少污染热机。
学
到
了
什
么
达标练习
1. 关于热机效率，下面说法正确的是（ ）
A、热机效率可能等于1
B、热机效率一定小于1
C、热机效率越高，其损失的能量越多
D、热机效率越高，对环境的影响越大
B
达标练习
2.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.全部热机都是用汽油做燃料
C.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
达标练习
3．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
达标练习
4. 甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率比较大
B．甲燃烧需要的燃料较少
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大
D
达标练习
5．柴油机效率比汽油机效率高，是因为（ ）
A．柴油的燃烧值较大
B．柴油机点火方式为压燃式
C．柴油机内压缩空气的压强和温度比较高
D．柴油机的构造所决定
C
达标练习
6． 大型火力发电厂里使用的热机是（ ）
A．汽油机
B．柴油机
C．喷气发动机
D．蒸汽轮机或燃气轮机
D
达标练习
7．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机效率比内燃机高
B．热机的功率越大，它的效率一定越高
C．热机的效率是热机性能的重要指标
D．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高
C
8. 热机效率是 与燃料完全燃烧释放的热量之比。
做有用功
达标练习
9. 关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A.蒸汽机的效率通常高于喷气式发动机
B.热机效率一定小于100%
C.汽车排放的尾气，是城市环境污染的重大来源。目前有些新型燃料汽车，实现“零排放”。它的效率达到100%
D.在完全木摩擦的道路上，汽车发动机的效率可达到100%
B
达标练习
10. 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？
达标练习
10. 在平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶6km，消耗汽油1.5L。ρ汽油=0.7×103kg/m3，q汽油=4.5×107J/kg。假设汽油机的效率为40%，汽车在此过程中，受到的阻力是多大？
解：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。
10. 在平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶6km，消耗汽油1.5L。汽车在此过程中，受到的阻力是多大？
解：m=ρ汽油V
=0.7×103kg/m3×1.5×10-3m3=1.05kg 。
Q放=mq汽油=1.05kg×4.5×107J/kg=4.725×107J。
有用功W=ηQ放=40%×4.725×107J=1.89×107J。行驶6km受到牵引力
汽车匀速行驶，它受平衡力作用。阻力与牵引力相等是3.15×103N。
再见
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第二章 改变世界的热机
2.3 热机效率
导学目标：
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。
重点：建立热机效率的概念。
难点：理解环境污染与热机使用的关系
导学方法：分析法、讨论法
课 时：1课时
导学过程
课前导学
1．对热机中能量转化进行研究，可以改进热机性能，有效利用 、减少排放 。
2．热机一般是通过燃料的______ __来做功的。燃料燃烧放出的能量，并不是全部用来做 功。
3．热机所做 与所用的燃料完全燃烧释放的热量 叫做热机效率。
4．各种火电站和热电站里， 正将煤炭、天然气和石油转化为 能。
课堂导学
一、热机效率
1．对热机中能量转化进行研究，可以改进热机性能，有效利用 、减少排放 。
2．热机一般是通过燃料的______ __来做功的。燃料燃烧放出的能量，并不是全部用来做 功。
3．热机所做 与所用的燃料完全燃烧释放的热量 叫做热机效率。
二、改变世界的热机
4.从18世纪60年代开始， 在纺织、采矿、冶炼和交通运输等方面得到广泛的应用，结束了乙人力、蓄力为主要动力的漫长历史。使世界进入以“火”为动力的“蒸汽机时代”，极大地推动了人类的第 次工业革命。
5．各种火电站和热电站里， 正将煤炭、天然气和石油转化为 能。
三、地球就在我们的手中
6．热机，给人类文明带来了 ，也给生态环境造成 。
7．汽油和柴油燃烧排放了大量______ __、碳氧化物和铅，汽车内燃机的 气和冷却水带走总热量的 。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1. 关于热机效率，下面说法正确的是（ ）
A、热机效率可能等于1
B、热机效率一定小于1
C、热机效率越高，其损失的能量越多
D、热机效率越高，对环境的影响越大
2．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.全部热机都是用汽油做燃料
C.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
3．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
4.甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率比较大
B．甲燃烧需要的燃料较少
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大
5．柴油机效率比汽油机效率高，是因为（ ）
A．柴油的燃烧值较大
B．柴油机点火方式为压燃式
C．柴油机内压缩空气的压强和温度比较高
D．柴油机的构造所决定
6． 大型火力发电厂里使用的热机是（ ）
A．汽油机
B．柴油机
C．喷气发动机
D．蒸汽轮机或燃气轮机
7．关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A．蒸汽机效率比内燃机高
B．热机的功率越大，它的效率一定越高
C．热机的效率是热机性能的重要指标
D．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高
课后反思
参考答案：
课前导学：
1．资源、污染。2.燃烧、有用。3. 有用功、之比。
4．蒸汽轮机、电。
课堂导学
1. 资源、污染。2.燃烧、有用。3. 有用功、之比。
4. 蒸汽机、一。
5．蒸汽轮机、电。
6．进步、污染。7.氮氧化物、废、60%。
课堂练习：
1．B。2. A。3.C 。4.D。5.C。6.D。7.C。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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