2017年秋九年級物理全冊第2節(jié) 熱機的效率課件 （新版）新人教版

1、第第2節(jié)節(jié) 熱機的效率熱機的效率學學習習目目標標知識與技能知識與技能1.從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值.知道燃料熱值的物理意義及其單位.2.了解內(nèi)能的利用在人類開展史上的重要意義.3.通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認識熱機效率.過程與方法過程與方法 1.通過對燃料燃燒過程的分析，歸納出燃料燃燒過程中的能量轉(zhuǎn)化.2.通過對熱機中的能量轉(zhuǎn)化及損失的分析，了解提高熱機效率的具體措施.情感、態(tài)度情感、態(tài)度與價值觀與價值觀1.通過學習提高熱機效率的具體措施，幫助學生提高節(jié)能意識；初步認識科學技術的開展對自然環(huán)境造成的影響，增強環(huán)保意識.2.通過燃料燃燒放出有害物質(zhì)的學習，使學生初步認識到事物都是一分為二的，培養(yǎng)

2、學生初步的辯證的觀點，養(yǎng)成辯證看問題的良好習慣.學習難點學習難點學習重點學習重點學具準備學具準備燃料的熱值，熱機效率的計算燃料的熱值，熱機效率的計算熱機中的能量轉(zhuǎn)化及損失，提高熱機效率的具體措施熱機中的能量轉(zhuǎn)化及損失，提高熱機效率的具體措施多媒體課件多媒體課件1.燃料的熱值燃料的熱值 物理學中，把某種燃料物理學中，把某種燃料_時放出的熱量與其時放出的熱量與其_之比叫做這種燃料的熱值，可用字母之比叫做這種燃料的熱值，可用字母q表示，它是燃料的一種特性表示，它是燃料的一種特性.熱值在數(shù)值上等于熱值在數(shù)值上等于_某種燃料某種燃料_放出的熱量放出的熱量.完全燃燒完全燃燒質(zhì)量質(zhì)量1kg完全燃燒完全燃燒2

3、.熱機的效率熱機的效率 對于熱機而言，燃料釋放的能量只有一局部用來做有用功，還對于熱機而言，燃料釋放的能量只有一局部用來做有用功，還有相當一局部能量散失了有相當一局部能量散失了.用來做用來做_的那局部能量，與燃料的那局部能量，與燃料完全燃燒放出的能量之完全燃燒放出的能量之_，叫做熱機的效率，叫做熱機的效率.有用功有用功比比1、汽油機有哪四個沖程？、汽油機有哪四個沖程？2、哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？、哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？柴薪柴薪煤炭煤炭石油石油天然氣天然氣從哪里獲得內(nèi)能？從哪里獲得內(nèi)能？不同燃料的放熱本領相同嗎？怎么比較它們誰的放熱本不同燃料的放熱本領相同嗎？怎么比較它

4、們誰的放熱本領強呢？領強呢？經(jīng)驗告訴我們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃燒，煤放經(jīng)驗告訴我們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃燒，煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個概念來表示燃料放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個概念來表示燃料放出熱量的本領。出熱量的本領。一、燃料的熱值一、燃料的熱值想想議議想想議議某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這叫做這種燃料的種燃料的熱值熱值。國際單位：國際單位：焦每千克焦每千克；符號：；符號：J/kg。氣體燃料的單位：氣體燃料的單位：焦每立方米；焦每立方米；符號：符號：J/m3。1熱值的概念熱值的概念熱值在數(shù)值上等于熱值

5、在數(shù)值上等于1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。某種燃料完全燃燒放出的熱量。1 1定義定義2物理意義物理意義 3單位單位對于熱值的理解，我們要抓住三個關鍵詞：對于熱值的理解，我們要抓住三個關鍵詞：“某種燃某種燃料、料、“完全燃燒、完全燃燒、“熱量與其質(zhì)量之比熱量與其質(zhì)量之比.“某種燃料是說明熱值與燃料的種類有關，反映了燃料的燃某種燃料是說明熱值與燃料的種類有關，反映了燃料的燃燒特性、化學能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能的本領大小燒特性、化學能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能的本領大小.“完全燃燒的含義是燒完、燒盡完全燃燒的含義是燒完、燒盡.某種燃料，只有在完全燃某種燃料，只有在完全燃燒時放出的熱量與質(zhì)量之比才是這種燃料的熱值，如果

6、用沒有完燒時放出的熱量與質(zhì)量之比才是這種燃料的熱值，如果用沒有完全燃燒放出的熱量計算出的熱值就比實際值小全燃燒放出的熱量計算出的熱值就比實際值小.“熱量與其質(zhì)量之比可以理解為熱值是針對一定質(zhì)量的燃料熱量與其質(zhì)量之比可以理解為熱值是針對一定質(zhì)量的燃料而言的，如果同種燃料的質(zhì)量不同，那么完全燃燒時放出的熱量而言的，如果同種燃料的質(zhì)量不同，那么完全燃燒時放出的熱量大小不同大小不同.請說出你熟悉的燃料的熱值，并說明其物理意義。請說出你熟悉的燃料的熱值，并說明其物理意義。2熱值是燃料的屬性熱值是燃料的屬性為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？3有關燃料燃燒放熱的計算有關燃料燃燒

7、放熱的計算想一想想一想根據(jù)熱值表，計算一下根據(jù)熱值表，計算一下10噸噸氫氫完全燃燒放出多少焦耳完全燃燒放出多少焦耳的熱量？的熱量？再算算，假設用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需再算算，假設用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？要多少噸干木柴？氫的熱值是氫的熱值是1.4108 J/kg干木柴的熱值干木柴的熱值1.2107 J/kg放出熱量放出熱量Q = 熱值熱值q質(zhì)量質(zhì)量m = 1.4108 J/kg 10103 kg = 1.41012 J需要干木柴需要干木柴kg 101.2J/kg 101.2J 101.45712熱值熱值熱量熱量m約約120噸噸干木柴干木柴完全燃燒放出的熱量等于

8、完全燃燒放出的熱量等于10噸噸氫完全燃氫完全燃燒放出的熱量。燒放出的熱量。例例1 甲、乙兩種燃料完全燃燒時，甲放出的熱量較多，那甲、乙兩種燃料完全燃燒時，甲放出的熱量較多，那么么 A.甲燃料的熱值一定大于乙燃料的熱值甲燃料的熱值一定大于乙燃料的熱值B.甲燃料的質(zhì)量一定大于乙燃料的質(zhì)量甲燃料的質(zhì)量一定大于乙燃料的質(zhì)量C.甲燃料的質(zhì)量和熱值都比乙燃料的大甲燃料的質(zhì)量和熱值都比乙燃料的大D.甲燃料的熱值可能比乙燃料的熱值小甲燃料的熱值可能比乙燃料的熱值小解析：解析： Q放放的大小與質(zhì)量的大小與質(zhì)量m和燃料的熱值和燃料的熱值q都有關，即都有關，即Q放放=mq，因，因此，甲放出的熱量較多，其質(zhì)量和熱值不

9、一定大，但是質(zhì)量和燃此，甲放出的熱量較多，其質(zhì)量和熱值不一定大，但是質(zhì)量和燃料熱值的乘積一定大，故應選料熱值的乘積一定大，故應選D.D例例2 在一次物理實驗中，共燃燒酒精在一次物理實驗中，共燃燒酒精42g，如果酒精完全燃燒，那，如果酒精完全燃燒，那么能釋放多少熱量？這些熱量被么能釋放多少熱量？這些熱量被10kg的水完全吸收，水的溫度能的水完全吸收，水的溫度能上升多少攝氏度？酒精的熱值上升多少攝氏度？酒精的熱值q=3.0107J/kg，水的比熱容，水的比熱容c=4.2103J/kg解：解：Q放放 = mq = 4210-3kg3.0107J/kg=1.26106J，由由Q放放 = Q吸吸 = c

10、mt，得：，得：即酒精完全燃燒釋放的熱量是即酒精完全燃燒釋放的熱量是1.26106J；水的溫度能上升；水的溫度能上升30. 6310 J304.2 11.26Ck0 J/10kggCQtcm 吸吸，熱值反映了所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì)，反熱值反映了所有能燃燒的物質(zhì)的一種性質(zhì)，反映了不同燃料在燃燒過程中，化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的映了不同燃料在燃燒過程中，化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的本領的大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，本領的大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，它只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體它只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均沒有關系積、是否完全燃燒均沒有關系.

11、總結(jié)：總結(jié)： 有效利用有效利用60%高溫的空氣帶走相高溫的空氣帶走相當一局部熱量，當一局部熱量，未燃燒未燃燒15%散失散失25%燃料很難完全燃燒燃料很難完全燃燒被水吸收的熱量被水吸收的熱量 燃料很難完全燃燒，放出的熱量往往比按熱值計算出燃料很難完全燃燒，放出的熱量往往比按熱值計算出的要小，而且有效利用的熱量又比放出的熱量要小，例如用的要小，而且有效利用的熱量又比放出的熱量要小，例如用煤燒水。煤燒水。一局部熱量直接一局部熱量直接散失掉散失掉二、熱機的效率二、熱機的效率燃料的利用率燃料的利用率熱機的效率視頻熱機的效率視頻提高鍋爐效率的措施提高鍋爐效率的措施:1改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒。

12、改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒。2減少各種熱量損失。減少各種熱量損失。 將煤磨成煤粉，用空氣吹進爐膛，使之更完全燃燒；將煤磨成煤粉，用空氣吹進爐膛，使之更完全燃燒； 加大受熱面積，以減少煙塵廢氣帶走的熱量；加大受熱面積，以減少煙塵廢氣帶走的熱量；使用較好的保溫材料，減少熱損失。使用較好的保溫材料，減少熱損失。 通常的鍋爐，燃料利用率比較低，因此在節(jié)約能源通常的鍋爐，燃料利用率比較低，因此在節(jié)約能源上改造的潛力巨大。上改造的潛力巨大。1用來做有用功的那局部能量，與燃料完全燃燒放出用來做有用功的那局部能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。的能量之比，叫做熱機的效率。在內(nèi)燃機中燃

13、料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒釋放的能在內(nèi)燃機中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒釋放的能量都到哪里去了？量都到哪里去了？想一想想一想公式：公式：=Q吸吸Q放放=cmtmq熱機的效率熱機的效率損失的內(nèi)能損失的內(nèi)能無用的無用的機械能機械能 蒸汽機的效率只有蒸汽機的效率只有6%15% 汽油機的效率為汽油機的效率為 20%30%柴油機的效率為柴油機的效率為30%45%1熱機的效率是熱機性能的重要指標熱機的效率是熱機性能的重要指標2提高熱機效率，節(jié)約能源，減少污染提高熱機效率，節(jié)約能源，減少污染2提高效率的途徑提高效率的途徑 提高燃料利用率，使燃料充分燃燒；提高燃料利用率，使燃料充分燃燒； 改進熱機，減少各

14、種能量損失；改進熱機，減少各種能量損失； 利用廢氣的能量。利用廢氣的能量。例例3 為了響應國家為了響應國家“節(jié)能減排的號召，同學們討論家用節(jié)能減排的號召，同學們討論家用汽車的節(jié)能方法，你認為以下方法不合理的是汽車的節(jié)能方法，你認為以下方法不合理的是 A.開車過程中不宜頻繁地急加油和急剎車開車過程中不宜頻繁地急加油和急剎車B.定期清理汽車后備箱中的不常用物品，減小汽車負載定期清理汽車后備箱中的不常用物品，減小汽車負載C.夏天開車開空調(diào)時，空調(diào)的溫度不宜過低夏天開車開空調(diào)時，空調(diào)的溫度不宜過低D.駕車長期低速行駛駕車長期低速行駛會造成汽油的浪費會造成汽油的浪費可以減小汽車的可以減小汽車的阻力，行駛

15、時可阻力，行駛時可以節(jié)約耗油量以節(jié)約耗油量 駕車在上坡時低速行駛以增大牽引力，駕車在上坡時低速行駛以增大牽引力，而當在平路上行駛時還要以適當?shù)乃俣刃旭?，而當在平路上行駛時還要以適當?shù)乃俣刃旭偅@樣可以節(jié)約耗油量這樣可以節(jié)約耗油量不合理不合理合理合理合理合理合理合理D圖圖14.2-3 斯蒂芬森的斯蒂芬森的“火箭號火箭號”蒸汽機車，它誕生于蒸汽機車，它誕生于1829年年圖圖14.2-4 摩托車使用汽油機，挖土機摩托車使用汽油機，挖土機使用柴油機，貨船使用大型柴油機使用柴油機，貨船使用大型柴油機圖圖14.2-6 自帶燃料和氧化自帶燃料和氧化劑的火箭劑的火箭圖圖14.2-5 高溫高壓水蒸氣直接推高溫高

16、壓水蒸氣直接推動蒸汽輪機的葉片動蒸汽輪機的葉片1對于燃料的熱值，以下說法中，屬于正確理解的對于燃料的熱值，以下說法中，屬于正確理解的是是 ( ) A燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正比燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正比 B燃料沒燃燒時就沒有熱值燃料沒燃燒時就沒有熱值C就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個確定的就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個確定的值，值， 跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無關跟燃料的質(zhì)量及燃料燃燒放出的熱量無關D容易燃燒的燃料熱值一定大容易燃燒的燃料熱值一定大C知識點知識點1 燃料的熱值燃料的熱值2干木柴的熱值是干木柴的熱值是1.2107 J/kg，完全燃燒，完全燃燒

17、0.7 kg干木干木柴能放出多少熱量？假設這些熱量全部被水吸收，能使多少柴能放出多少熱量？假設這些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度由千克水的溫度由20 升高到升高到70 ？水的比熱容為？水的比熱容為4.2103 J/(kg)。解：解：Q = 1.2107 J/kg0.7 kg = 8.4106 Jm =Qc(t - -t0) 8.4106 J 4.2103 J/(kg)(70 - -20 ) = = 40 kg 3. 完全燃燒完全燃燒15千克熱值是千克熱值是 3.4107焦耳焦耳/千克的木炭，千克的木炭，能產(chǎn)生多少熱量？想要獲得這些熱量，需要完全燃燒多少能產(chǎn)生多少熱量？想要獲得這些熱量，

18、需要完全燃燒多少千克氫氣？千克氫氣？(q氫氫=1.4 108焦耳焦耳/千克千克)解：解：Q = mq = 15kg3.4107J/kg = 5.1108Jm =Qq5.1108 J 1.4108 J/kg= 3.64 kg4. 關于熱機效率，以下說法正確的選項是：關于熱機效率，以下說法正確的選項是：( ) A熱機效率越高，即熱機做的有用功多熱機效率越高，即熱機做的有用功多 B熱機效率越高，即熱機的功率越大熱機效率越高，即熱機的功率越大 C要提高熱機效率，就要盡量減少各種能量損失，并要提高熱機效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良好的澗滑且要保證良好的澗滑 D提高熱機效率，有利于環(huán)保減排提

19、高熱機效率，有利于環(huán)保減排 CD知識點知識點2 熱機的效率熱機的效率5一臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為：汽缸散一臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占熱損失占25，廢氣帶走的能量占，廢氣帶走的能量占30，摩擦等機械損耗，摩擦等機械損耗占占10，那么內(nèi)燃機的熱機效率為，那么內(nèi)燃機的熱機效率為_。 35%公式：公式： =Q吸吸Q放放=cmtmq熱機的效率熱機的效率提高效率的途徑提高效率的途徑 提高燃料利用率，使燃料充分燃燒；提高燃料利用率，使燃料充分燃燒； 改進熱機，減少各種能量損失；改進熱機，減少各種能量損失； 利用廢氣的能量。利用廢氣的能量。1.在幫助學生理解熱值概念時，可以課前讓

20、學生做社會實踐調(diào)查：在幫助學生理解熱值概念時，可以課前讓學生做社會實踐調(diào)查：家庭農(nóng)村爐灶的變化及燃料使用的變化，體會相同質(zhì)量的不同燃家庭農(nóng)村爐灶的變化及燃料使用的變化，體會相同質(zhì)量的不同燃料在燃燒時釋放的熱量有明顯差異料在燃燒時釋放的熱量有明顯差異.認識不同燃料的熱值不同，并由此認識不同燃料的熱值不同，并由此引導學生分析、討論如何有效提高燃料的利用率引導學生分析、討論如何有效提高燃料的利用率.2.有效利用燃料是節(jié)約能源、保護環(huán)境的重要措施，講解這個問題有效利用燃料是節(jié)約能源、保護環(huán)境的重要措施，講解這個問題是為了強調(diào)節(jié)約能源、注意環(huán)保的重要性，對學生進行節(jié)能教育，關是為了強調(diào)節(jié)約能源、注意環(huán)保

21、的重要性，對學生進行節(jié)能教育，關于保護環(huán)境問題，通過這局部內(nèi)容的學習，一方面是為了提高學生的于保護環(huán)境問題，通過這局部內(nèi)容的學習，一方面是為了提高學生的環(huán)保意識，另一方面要讓學生辯證地看待科學進步對人類社會的影響，環(huán)保意識，另一方面要讓學生辯證地看待科學進步對人類社會的影響，使學生初步認識到事物都是一分為二的，培養(yǎng)學生初步的辯證唯物主使學生初步認識到事物都是一分為二的，培養(yǎng)學生初步的辯證唯物主義的觀點，養(yǎng)成辯證看問題的良好習慣義的觀點，養(yǎng)成辯證看問題的良好習慣.1.汽油的熱值為汽油的熱值為4.6107J/kg.這個數(shù)值究竟有多大？有人通過一個這個數(shù)值究竟有多大？有人通過一個具體例子來認識汽油熱

22、值的大小：一個具體例子來認識汽油熱值的大?。阂粋€60kg的人，從大廈的的人，從大廈的1樓步樓步行至第行至第11樓走了樓走了10層樓，每層樓的層高為層樓，每層樓的層高為3m，他克服重力做了，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃燒獲得熱量的焦耳數(shù)和這些功相等多少焦耳的功？如果汽油完全燃燒獲得熱量的焦耳數(shù)和這些功相等，需要汽油的質(zhì)量是多少？這大約相當于生活中什么物體的質(zhì)量？，需要汽油的質(zhì)量是多少？這大約相當于生活中什么物體的質(zhì)量？解：克服重力做功解：克服重力做功W=Gh=m人人gh=60kg10N/kg30m=1.8104J；汽油完全燃燒放熱汽油完全燃燒放熱Q放放 = W = m汽油汽油q，需要汽油的質(zhì)量，需要汽油的質(zhì)量相當于相當于6根火柴的質(zhì)量根火柴的質(zhì)量.一根火柴質(zhì)量約一根火柴質(zhì)量約65mg，其他物體合理即可，其他物體合理即可見教材見教材P26 動手動腦學物理動手動腦學物理4471.8 10 J3.9 103904.6 10 J/kgQmkgmgq 放放汽汽油油，2.如果燃燒干木柴跟燃燒煤油放出的熱量相等