2020-2021学年人教版物理九年级上册第十四章第2节热机的效率 课件（28张）

第2节　热机的效率
第14章　内能的利用
导学设计
第2节　热机的效率
学点1　燃料的热值
信息1：在现代社会，人类所用能量的绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料有煤气、天然气等。
第2节　热机的效率
信息2：完全燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。例如，燃烧1 kg煤放出的热量是燃烧1 kg木柴放出热量的二倍多。
信息3：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，在数值上等于这种燃料的热值。
第2节　热机的效率
思考：
问题1：燃料燃烧过程中，能量是怎样转化的？
答：____________________________________________。
问题2：热值是用来表示什么的？
答：____________________________________________。
燃料燃烧时把储存的化学能转化为内能
热值是用来表示不同燃料的放热本领大小的物理量
第2节　热机的效率
学点2　热机的效率
图例：如图14－2－3所示是内燃机的能量流向图。
图14－2－3
第2节　热机的效率
思考：
问题：热机工作过程中，存在哪些方面的能量损失？
答：________________________________________________________________________________________________________。
燃料没有完全燃烧；废气带走一部分能量；由于热传递损失一部分能量；克服摩擦消耗一部分能量等
第2节　热机的效率
常考归纳
类型一 热值的概念
典例1 关于热值的概念，下列说法中正确的是（　　）
A．燃料燃烧越充分，其热值越大
B．燃料没有燃烧，其热值为零
C．燃料燃烧时放出的热量越多，其热值越大
D．燃料的热值与燃料的质量及燃烧情况无关
D
第2节　热机的效率
[名师讲评]热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等均没有关系。
第2节　热机的效率
类型二 功率与效率的辨析
典例2 甲、乙两种不同品牌的摩托车，在负荷相同的情况下，在同样的路面上行驶了同样多的路程，甲摩托车消耗了300 g汽油，乙摩托车消耗了310 g汽油，则（　　）
A．甲摩托车的功率小于乙摩托车的功率
B．甲摩托车的效率大于乙摩托车的效率
C．甲摩托车的功率大于乙摩托车的功率
D．甲摩托车的效率小于乙摩托车的效率
B
第2节　热机的效率
[名师讲评]功率是表示物体做功快慢的物理量，而效率是用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧放出的能量之比，反映的是能量利用率的问题。
第2节　热机的效率
类型三 热效率的相关计算
典例3 某中学为学生供应开水，用锅炉将200 kg的水从25 ℃加热到100 ℃，燃烧了6 kg的无烟
煤。试求：［水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值取3.4×107 J/kg］
（1）锅炉内200 kg的水吸收的热量。
（2）6 kg无烟煤完全燃烧放出的热量。
（3）此锅炉的效率。
第2节　热机的效率
第2节　热机的效率
课堂小结
热机的效率
燃料的热值
热机的效率
W有用
Q
计算：η= ×100％
定义
计算：Q=qm或Q=qV
定义
意义
第2节　热机的效率
课堂反馈
1．某种燃料________燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。汽油的热值是4.6×107 J/kg，它的物理意义是________汽油完全燃烧，放出的热量是______________。
完全
1 kg
4.6×107 J
第2节　热机的效率
2．下列关于热值的说法正确的是( )
A．燃料燃烧越充分，热值越大
B．2 kg的煤完全燃烧比1 kg的煤完全燃烧热值大
C．1 kg煤燃烧放出3×105 J的热量，则煤的热值为3×105 J/kg
D．热值是燃料的一种特性，与燃料的质量无关，不同的物质热值一般不同
D
第2节　热机的效率
[解析]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。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
第2节　热机的效率
3．燃料燃烧时，用来做________功的那部分能量，与燃料____________放出的热量之比，叫做热机的效率。
有用
完全燃烧
第2节　热机的效率
4．图5－1为内燃机能量流向图，则内燃机的效率可表示为( )
B
图5－1
第2节　热机的效率
[解析]解决此题，关键要知道热机效率的概念，会看内燃机能流图。热机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
第2节　热机的效率
5．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是( )
A．尽量使燃料充分燃烧
B．尽量减少热机部件间的摩擦
C．尽量减少废气带走的热量
D．尽量增加热机的工作时间
D
1. 下列关于热值的说法正确的是（　　）
A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值
B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多
C．燃料燃烧不完全时热值变小
D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
D
课堂检测
基础巩固题
2. 古语道：“人要实，火要虚。”此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是 （　　）
A．增大可燃物的热值 B．降低可燃物的着火点
C．能使可燃物完全燃烧 D．提高了可燃物的利用率
D
课堂检测
基础巩固题
3. 【多选】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
课堂检测
4. 有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料__________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧，___________转化为内能，用比热容________的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）
全部燃烧
化学能
小
5.某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量？（q气=4.4×107J/m3，q柴=1.2×107J/kg）
解：天然气完全燃烧放出的热量：
Q放=q气V=4.4×107J/m3 ×4m3 =1.76×108J；
放出这些热量所需柴薪质量：
????柴=????放????柴=1.76×108J1.2×107J/kg≈14.7kg.
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目前,“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗,提高汽车发动机的效率,越来越受到人们的重视,大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶,小明的爸爸新买了一辆小汽车,小明坐着这辆汽车匀速行驶144 km,用时2h,消耗汽油9kg,其发动机的功率为23 kW。请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?
(2)汽车发动机的效率是多少?
能力提升题