教科版九年级上册物理 2.3 热机效率 课件（36张PPT）
文档属性
| 名称 | 教科版九年级上册物理 2.3 热机效率 课件（36张PPT） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 14.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-27 21:47:24 | ||
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文档简介
课件36张PPT。第二章 改变世界的热机
第三节 热机效率
教学三维目标
1．知识与技能
●了解热机的效率的概念。
●了解不同热机的效率值。
●了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
2．过程与方法
●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。
●通过与机械效率对比，进一步体会效率概念，感悟效率是评价投入、产出比的基本方法。
3．情感、态度与价值观
●在“分析燃料释放的热量分配”过程中，感受到转化成机械能的内能只是一部分，为以后理解力学第二定律积累感性认识，以利于形成正确的科学观。
●感受自然科学的发展和先进技术的应用中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。
●通过对教科书的讨论，认识到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巨大挑战，认识到节约能源和开发新能源才能实现持续发展。
教学重难点
1．重点：建立热机效率的概念。
2．难点：理解环境污染与热机使用的关系。蒸汽机的遗憾——体积太庞大 热机的原理：燃气推动活塞做功，燃气的内能减少。讨论交流：热机工作时，能不能将燃料燃烧产生的内能全部用来对外做有用功呢？ 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只燃料燃烧时所释放能量的一部分。热机效率:热机所做有用功与燃料完全燃
烧释放的热量之比值称为热机
的效率。
η=W有用 = F s = P t(有用的机械能)Q放 = m q 或 Q放 = V q 一、热机效率§2.2 热机效率和环境保护 （笔记）1、定义：2、公式：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放
的能量的比值称为热机效率η=越大越小例1、一辆汽车的牵引力是4×103N，行驶10km，消耗了3kg的汽油，这辆汽车的发动机的效率多大？（q汽油=4.6×107J/kg）=4.6×103×10×103 解：W有=Fs= 4 ×107(J)=4 ×107 /1.38 ×108η=W/Q=29％=4.6×107×3Q放=qm=1.38 ×108 (J)例2、一辆小汽车要去500km的地方，司机准备上高速公路，以100km/h的速度匀速行驶，这时发动机的效率是40％，平均功率是20KW,那么汽车最少要准备多少kg的汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）=500 /100解：t=s/v=5(h)=1.8×104(s)=20×103×1.8×104 W有=Pt= 3.6 ×108(J)=3.6×108 /40％Q=W有/η= 9 ×108(J)议一议：怎样提高热机的效率？3.保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力
而额外消耗的能量；1.尽量使燃料完全燃烧；2.尽量减少燃料燃烧时的热量散失；4.在设计和制造上用先进的技术。议一议怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧，煤磨成粉末壮吹进炉膛燃烧；
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而
额外消耗的能量。一、热机效率§2.2 热机效率和环境保护 （笔记）1、定义：2、公式：η=3、如何提高热机效率： 想一想热机的效率能达到100%吗？为什么？ 不能达到100%，因为一定存在各种热量损失，用于做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧所放出的总能量，依据
可知，热机效率小于100%。环境保护 热机为人类的发展做出出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题： 大气污染、噪声污染、形成酸雨、引起温室效应、热岛效应……1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.
2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.
3.破坏土壤、植被、森林.
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.酸雨的危害温室效应
温室效应(英文：Greenhouse Effect)，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列问题已引起了全世界各国的关注。①全球变暖②地球上的病虫害增加③海平面上升④气候反常⑤土地沙漠化⑥缺氧⑦……热岛效应
热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象，属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之热岛效应。 热岛效应的形成原因:
一：城市与郊区地表面性质不同，城区反射率小，吸收热量多；
二：城区排放的人为热量比郊区大;
三：城区大气污染物浓度大，物浓度大，气溶胶微粒多，会吸收
下垫面热辐射，在一定程度上起了保温作用，产生温室效应，
从而引起大气进一步升温。从城市气象规划设计出发应考虑:
(1)要保护并增大城区的绿地、水体面积。
(2)城市热岛强度随着城市发展而加强，因此在控制城市发展的
同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。
(3)以加强城市通风，减小城市热岛强度
(4)减少人为热的释放，尽量将民用煤改为液化气、天然气并
扩大供热面积也是根本对策。 讨论交流 如何保护我们的环境？改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
集中供热；
减少石油燃料的使用改用气体燃料，普及煤气和天然气；
充分开发利用污染少和无污染的新能源。
一、热机效率热机效率和环境保护 （笔记）1、定义：2、公式：η=3、如何提高热机效率：二、如何保护我们的环境？改进燃烧设备，加装消烟除尘装置；
集中供热；
3.减少石油燃料的使用改用气体燃料，普及煤气和
天然气；
4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。 1．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35%2.柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功 J。 （柴油的热值为3.3×107J/kg）6.6×1071.98×107 3. 关于热机效率，下列说法正确的是：
( )
A．热机效率越高，即热机做的有用功多
B．热机效率越高，即热机的功率越大
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量
损失，并且要保证良好的润滑
D．提高热机效率，有利于环保减排 C D作业：1、内燃机中2h内消耗了50kg的汽油，如果发动机的效率30％，求发动机的功率多大？（q汽油=4.6×107J/kg）作业：2、一辆小汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L,若这些汽油完全燃烧放出的热量有30％用来驱动汽车做有用功。（q汽油=4.6×107J/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3）
求：①汽油的质量
②汽油完全燃烧放出的热量
③这辆车以该速度行驶受到的阻力 地球只有一个，失去它，我们到哪里去寻找家园。 作业：1、内燃机中2h内消耗了50kg的汽油，如果发动机的效率30％，求发动机的功率多大？（q汽油=4.6×107J/kg）=4.6×107×50 解：Q=qm= 2.3 ×109 (J)=30％×2.3 ×109W=ηQ= 6.9 ×108 (J)=6.9 ×108 /（2 ×3600）P=W/t= 9.58 ×104(W)作业：2、一辆小汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L,若这些汽油完全燃烧放出的热量有30％用来驱动汽车做有用功。（q汽油=4.6×107J/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3）
求：①汽油的质量
②汽油完全燃烧放出的热量
③这辆车以该速度行驶受到的阻力解：①V=10L=10dm3=1×10-2m3=0.7×103×1×10-2m=ρV= 7 (kg)=4.6×107×7 ②Q=qm=3.22 ×108 (J)=30％×3.22×108③W=ηQ= 9.66 ×107 (J)=6.9 ×108 /（100 ×1000）F=W/s= 966(N)因匀速直线运动，所以f=F= 966(N)汽油机的效率：20~30%柴油机的效率：30~45%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！废气带走机件发热散失机件摩擦损失燃料燃烧产生能量在热机的各种能量的损失中,废气带走的能量最多.设法利用热机废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。做有用功燃烧不完全
热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。蒸气机效率最低：6%~15%；
汽油机效率：20%~30%；
柴油机效率：30%~45%。
第三节 热机效率
教学三维目标
1．知识与技能
●了解热机的效率的概念。
●了解不同热机的效率值。
●了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。
2．过程与方法
●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。
●通过与机械效率对比，进一步体会效率概念，感悟效率是评价投入、产出比的基本方法。
3．情感、态度与价值观
●在“分析燃料释放的热量分配”过程中，感受到转化成机械能的内能只是一部分，为以后理解力学第二定律积累感性认识，以利于形成正确的科学观。
●感受自然科学的发展和先进技术的应用中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。
●通过对教科书的讨论，认识到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巨大挑战，认识到节约能源和开发新能源才能实现持续发展。
教学重难点
1．重点：建立热机效率的概念。
2．难点：理解环境污染与热机使用的关系。蒸汽机的遗憾——体积太庞大 热机的原理：燃气推动活塞做功，燃气的内能减少。讨论交流：热机工作时，能不能将燃料燃烧产生的内能全部用来对外做有用功呢？ 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只燃料燃烧时所释放能量的一部分。热机效率:热机所做有用功与燃料完全燃
烧释放的热量之比值称为热机
的效率。
η=W有用 = F s = P t(有用的机械能)Q放 = m q 或 Q放 = V q 一、热机效率§2.2 热机效率和环境保护 （笔记）1、定义：2、公式：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放
的能量的比值称为热机效率η=越大越小例1、一辆汽车的牵引力是4×103N，行驶10km，消耗了3kg的汽油，这辆汽车的发动机的效率多大？（q汽油=4.6×107J/kg）=4.6×103×10×103 解：W有=Fs= 4 ×107(J)=4 ×107 /1.38 ×108η=W/Q=29％=4.6×107×3Q放=qm=1.38 ×108 (J)例2、一辆小汽车要去500km的地方，司机准备上高速公路，以100km/h的速度匀速行驶，这时发动机的效率是40％，平均功率是20KW,那么汽车最少要准备多少kg的汽油？（q汽油=4.6×107J/kg）=500 /100解：t=s/v=5(h)=1.8×104(s)=20×103×1.8×104 W有=Pt= 3.6 ×108(J)=3.6×108 /40％Q=W有/η= 9 ×108(J)议一议：怎样提高热机的效率？3.保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力
而额外消耗的能量；1.尽量使燃料完全燃烧；2.尽量减少燃料燃烧时的热量散失；4.在设计和制造上用先进的技术。议一议怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧，煤磨成粉末壮吹进炉膛燃烧；
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而
额外消耗的能量。一、热机效率§2.2 热机效率和环境保护 （笔记）1、定义：2、公式：η=3、如何提高热机效率： 想一想热机的效率能达到100%吗？为什么？ 不能达到100%，因为一定存在各种热量损失，用于做有用功的能量一定小于燃料完全燃烧所放出的总能量，依据
可知，热机效率小于100%。环境保护 热机为人类的发展做出出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题： 大气污染、噪声污染、形成酸雨、引起温室效应、热岛效应……1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾病而使人致死.
2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长.
3.破坏土壤、植被、森林.
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.酸雨的危害温室效应
温室效应(英文：Greenhouse Effect)，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称。大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表受热后向外放出的大量长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应。自工业革命以来，人类向大气中排入的二氧化碳等吸热性强的温室气体逐年增加，大气的温室效应也随之增强，其引发了一系列问题已引起了全世界各国的关注。①全球变暖②地球上的病虫害增加③海平面上升④气候反常⑤土地沙漠化⑥缺氧⑦……热岛效应
热岛效应，指由于人为原因，改变了城市地表的局部温度、湿度、空气对流等因素，进而引起的城市小气候变化现象。该现象，属于城市气候最明显的特征之一。由于城市化的速度加快，城市建筑群密集、柏油路和水泥路面比郊区的土壤、植被具有更大的吸热率和更小的比热容，使得城市地区升温较快，并向四周和大气中大量辐射，造成了同一时间城区气温普遍高于周围的郊区气温，高温的城区处于低温的郊区包围之中，如同汪洋大海中的岛屿，人们把这种现象称之热岛效应。 热岛效应的形成原因:
一：城市与郊区地表面性质不同，城区反射率小，吸收热量多；
二：城区排放的人为热量比郊区大;
三：城区大气污染物浓度大，物浓度大，气溶胶微粒多，会吸收
下垫面热辐射，在一定程度上起了保温作用，产生温室效应，
从而引起大气进一步升温。从城市气象规划设计出发应考虑:
(1)要保护并增大城区的绿地、水体面积。
(2)城市热岛强度随着城市发展而加强，因此在控制城市发展的
同时，要控制城市人口密度、建筑物密度。
(3)以加强城市通风，减小城市热岛强度
(4)减少人为热的释放，尽量将民用煤改为液化气、天然气并
扩大供热面积也是根本对策。 讨论交流 如何保护我们的环境？改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
集中供热；
减少石油燃料的使用改用气体燃料，普及煤气和天然气；
充分开发利用污染少和无污染的新能源。
一、热机效率热机效率和环境保护 （笔记）1、定义：2、公式：η=3、如何提高热机效率：二、如何保护我们的环境？改进燃烧设备，加装消烟除尘装置；
集中供热；
3.减少石油燃料的使用改用气体燃料，普及煤气和
天然气；
4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。 1．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。 35%2.柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功 J。 （柴油的热值为3.3×107J/kg）6.6×1071.98×107 3. 关于热机效率，下列说法正确的是：
( )
A．热机效率越高，即热机做的有用功多
B．热机效率越高，即热机的功率越大
C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量
损失，并且要保证良好的润滑
D．提高热机效率，有利于环保减排 C D作业：1、内燃机中2h内消耗了50kg的汽油，如果发动机的效率30％，求发动机的功率多大？（q汽油=4.6×107J/kg）作业：2、一辆小汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L,若这些汽油完全燃烧放出的热量有30％用来驱动汽车做有用功。（q汽油=4.6×107J/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3）
求：①汽油的质量
②汽油完全燃烧放出的热量
③这辆车以该速度行驶受到的阻力 地球只有一个，失去它，我们到哪里去寻找家园。 作业：1、内燃机中2h内消耗了50kg的汽油，如果发动机的效率30％，求发动机的功率多大？（q汽油=4.6×107J/kg）=4.6×107×50 解：Q=qm= 2.3 ×109 (J)=30％×2.3 ×109W=ηQ= 6.9 ×108 (J)=6.9 ×108 /（2 ×3600）P=W/t= 9.58 ×104(W)作业：2、一辆小汽车以某一速度在平直路面上匀速行驶100km，消耗汽油10L,若这些汽油完全燃烧放出的热量有30％用来驱动汽车做有用功。（q汽油=4.6×107J/kg，ρ汽油=0.7×103kg/m3）
求：①汽油的质量
②汽油完全燃烧放出的热量
③这辆车以该速度行驶受到的阻力解：①V=10L=10dm3=1×10-2m3=0.7×103×1×10-2m=ρV= 7 (kg)=4.6×107×7 ②Q=qm=3.22 ×108 (J)=30％×3.22×108③W=ηQ= 9.66 ×107 (J)=6.9 ×108 /（100 ×1000）F=W/s= 966(N)因匀速直线运动，所以f=F= 966(N)汽油机的效率：20~30%柴油机的效率：30~45%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！废气带走机件发热散失机件摩擦损失燃料燃烧产生能量在热机的各种能量的损失中,废气带走的能量最多.设法利用热机废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。做有用功燃烧不完全
热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。蒸气机效率最低：6%~15%；
汽油机效率：20%~30%；
柴油机效率：30%~45%。
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