九年级物理上册《第2节 热机的效率》教学课件

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第2节 热机的效率 第十四章 内能的利用 人教 版 九年级 物理 上册 柴薪 煤炭 石油 天然气 【想想议议】 从哪里可以获得内能？ 　 1. 认识 燃料的热值 的定义，会利用热值的公式进行简单的 热量计算 。 2. 常识性了解 热机的效率 及 提高热机效率的途径 ；培养保护环境的意识。 【提出问题】 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？ 知识点 1 燃料的热值 【实验设计】 选取 相同质量 的 不同燃料 ，点燃后，对 相同质量的水 进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。 实验方法 控制变量法和转换法 大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是 不同的 。 我们用 热值 这个概念来表示燃料放出热量的本领。 热值： 某种燃料 完全燃烧 放出的 热量 与其 质量之比。 物理意义： 热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 定义式： q : 燃料的热值 Q ： 燃料完全燃烧放出的热量 m : 燃料的质量 热值单位： 焦每千克 ；符号： J/kg 。 气体燃料： J/m 3 。 V ：气体燃料的体积 观察热值表，你有什么收获？（信息、物理含义） 煤油 4.6×10 7 木炭 3.4×10 7 汽油 4.6×10 7 无烟煤 3.4×10 7 氢气 1.4×10 8 石油 4.4×10 7 焦炭 3.0×10 7 天然气 4.4×10 7 柴油 4.3×10 7 烟煤 2.9×10 7 煤气 3.9 ×10 7 酒精 3.0×10 7 干木柴 1.2 × 10 7 气 体（ J/m 3 ） 液 体（ J/kg ） 固 体（ J/kg ） 常用燃料的热 值 　　 从热量的角度分析，为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 有关燃料燃烧放热的计算 根据热值表，计算一下 10 t 氢 完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 若用 干木柴 完全燃烧来获得这些热量，需要多少t干木柴？ 　　氢的热值是 1.4×10 8 J/kg 　　干木柴的热值 1.2×10 7 J/kg 放出热量： Q = q m =1.4×10 8 J/kg× 10×10 3 kg = 1.4×10 12 J 需要干木柴： 约 120 t 干木柴与 10 t 氢完全燃烧放出的热量相当。 例 关于燃料的热值正确的是 （ ） A ．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B ．燃料的热值与燃料的种类有关 C ．燃料的热值与燃料的多少有关 D ．燃料的热值与上面三个因素都有关 B 例 对于 燃料的热值，下列说法中，正确的是 ( 　　 ) 　　 A ．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 　　 B ．燃料没燃烧时就没有热值 　　 C ．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 　　 D ．容易燃烧的燃料热值一定大 C 例 我国 于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为4.2×10 7 J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为 __________ J 2.1×10 8 连接中考 解： 可燃冰的热值： q 可燃冰 =10 q 天然气 =10 ×4.2×10 7 J/kg = 4.2×10 8 J/kg 完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量： Q = q 可燃冰 m = 4.2×10 8 J/k g ×0.5kg = 2.1 ×10 8 J 【想想议议】 在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 知识点 2 热机的效率　 点击图片播放热机效率 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 ，叫做 热机的效率。 公式 蒸汽机的效率只有 6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为 30%~45% 【例题】 某汽车的输出功率是60kW，正常行驶的速度为54km/h，汽车内燃机的效率是25%，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4. 6 ×10 7 J/kg） 分析： （ 1 ）要计算出消耗的汽油质量， 根据 Q = mq 可知，需要求出 消耗的汽油完全燃烧释放的热量 。 （ 2 ）又根据 可知，需要求出汽车行驶过程中做的 有用功 ； （ 3 ）又根据 W = Pt 可知，需要求出汽车行驶的时间； （ 4 ） 汽车行驶的时间 t 可由 速度公式 求出 。 ≈ 37.6kg 热机与环境 【思考】 如何提高热机效率，节约能源，减少污染？ 1 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 2 改进热机，减少各种能量损失； 3 利用废气的能量。 例 下列 提高热机效率的方法中，不可行的是 （ ） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法 D 巩固练习 热机与社会生活 点击图片 播放 视频 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 27 5. 某个家庭预计每月使用天然气 4m 3 ，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 =4.4×10 7 J/m 3 ， q 柴 = 1.2× 10 7 J/kg ） 解： 天然气完全燃烧放出的热量： Q 放 = q 气 V =4.4×10 7 J/m 3 ×4m 3 =1.76×10 8 J ； 放出这些热量所需柴薪质量： 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 × 10 7 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 作业 内容 教材作业 完成课后 “ 动手动脑学物理 ” 练习 自主安排 配套练习册练习