142《热机的效率》陈彬2

14.2热机的效率九年级物理组主备人：陈彬2议课组：议课时间：8月25日授课时间:9月13日第一课时火箭的升空需要一种重要的燃料——氢，你知道为什么火箭上的燃料是液态氢，而不用汽油吗？课前回顾（1分钟）学习目标（1分钟）1.知道燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化；2.知道什么是燃料的热值；3.会计算燃料完全燃烧时放出的热量。自学内容：课本22～23页；自学指导1（1分钟）自学方法：阅读课本；解决问题：1.燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化；2.燃料热值的定义、物理意义、单位；3.常见的燃料中，哪种燃料热值最大？学生自学，教师巡视（3分钟）自学检测1（5分钟）1、燃料的种类很多，固体燃料有_____、_____等，液体燃料有____、____等，气体燃料有_____、_____等。燃料燃烧是燃料的______转化成______。木材煤汽油酒精煤气天然气化学能内能2、我们把某种燃料_________时所放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的_______，用字母q表示，单位_________。它表示燃料燃烧时______本领的物理量。完全燃烧热值J/kg放热3、常见的燃料中，_______的热值最大。焦炭的热值是3.0×107J/kg，读作__________________。氢3.0×107焦每千克点拨（15分钟）一、热值的由来：问：将一锅水烧开需要的以下燃料质量一样吗？不一样，燃料的热值不同。燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。我们把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（符号：q）。（2）定义式：（3）单位：J/kg（或J/m3）焦每千克（或焦每立方米）（1）定义：Q放=qm（5）公式：质量热值（4）q煤油=4.6×107J/kg的意义：1kg的煤油完全燃烧时放出的热量为4.6×107J或:Q放=qV体积二、热值：q＝Q放m三、一些燃料的热值：干木材柴约1.2×107J/kg柴油3.3×107J/kg烟煤约2.9×107J/kg煤油4.6×107J/kg无烟炭约3.4×107J/kg汽油4.6×107J/kg焦炭3.0×107J/kg氢1.4×108J/kg木炭3.4×107J/kg煤气约3.9×107J/m3酒精3.0×107J/kg沼气约1.9×107J/m3（1）每种燃料都有一定的热值，不同燃料热值一般不同。（3）氢的热值最大。（2）热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关；与燃料的状态、质量、体积、是否完全燃烧,放热的多少都无关。燃料的热值特点：例3.酒精的热值为3.0×107J/kg，完全燃烧5dm3的酒精放出多少的热量？（ρ酒精=0.8×103kg/m3）；例1.木炭的热值为q=3.4×107J/kg，完全燃烧质量为5kg木炭放出的热量为多少？=3.4×107J/kg×5kg=1.7×108J解：木炭放出的热量Q放=qm例2.煤气的热值为q=3.9×107J/m3，完全燃烧体积为10L的煤气放出的热量为多少？=3.9×107J/m3×10×10-3m3=3.9×105J解：煤气放出的热量Q放=qV解：酒精的质量m=ρV=0.8×103kg/m3×5×10-3m3=4kg则完全燃烧放出的热量Q放=qm=3.0×107J/kg×4kg=1.2×108J我们把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。（2）单位：J/kg（或J/m3）焦每千克（或焦每立方米）（1）定义：Q放=qm（3）公式：质量热值（4）q煤油=4.6×107J/kg的意义：1kg的煤油完全燃烧时放出的热量为4.6×107J或:Q放=qV体积课堂小结（2分钟）当堂训练（15分钟）必做题2、热值的国际单位制单位是（）A．焦·千克B．焦/千克C．焦·千克/℃D．焦·℃/千克3、下列燃料中，热值最大的是（）A．柴油B．煤油C．汽油D．氢气1、热机是把____能转化为_____能的机器,1千克某种燃料________放出的热量叫做这种燃料的______。完全燃烧热值BDC4、下列关于热值的说法中，正确的是（）A．任何物体都有热值B．燃料燃烧时才有热值C．燃料的热值与燃料是否完全燃烧无关D．燃烧时放出热量多的燃料热值大内机械5.由q=Q放/m得出下列说法中正确的是（）A．m一定时，q与Q放成正比B．Q放一定时，q与m成反比C．q与Q放、m无关D．以上说法都不正确C6、酒精的热值比干木材大，下列说法中正确的是（）A．酒精含有的内能比干木材高B．燃烧酒精比燃烧干木材放出的热量多C．燃烧酒精比燃烧干木材产生的温度高D．要使它们完全燃烧放出同样多的热量，所需酒精比干木材质量小D7、无烟煤的燃烧值是3.4×107J/m3，它的物理意义是：______________________________________。1m3无烟煤在完全燃烧时放出的热量是3.4×107J8、一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（）A.密度和热值不变，比热容减为原来的一半B.比热容和密度不变，热值减为原来的一半C.热值和比热容不变，密度减为原来的一半D.密度、热值和比热容都不变D9、把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）解：水吸收的热量Q吸=cm△t=4200J/(kg·0C)×5kg×（1000C-400C）=1.26×106J热量全部吸收则Q放＝Q吸=1.26×106J燃烧干木头的质量m＝Q放q=1.26X106J1.2X107J/kg=0.105kg选做题14.2热机的效率九年级物理组主备人：陈彬2议课组：议课时间：8月25日授课时间:9月14日第二课时学习目标（1分钟）1.会计算燃料完全燃烧时放出的热量;2.知道热机效率的含义及提高热机效率的措施;3.能够计算热机的效率.自学内容：课本23～24页自学指导1（1分钟）自学方法：阅读课本解决问题：1.知道影响热机效率的因素;2.怎么提高热机效率.学生自学，教师巡视（3分钟）自学检测1（3分钟）1、定义：在热机里的那部分能量跟放出的能量之比，叫做热机的效率。热机的效率都。用来做有用功燃料完全燃烧小于12．在热机的各种损失中，_____带走的能量最多．设法利用这些能量，是提高燃料利用率的重要措施废气4、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为；燃料不完全燃烧损失5﹪,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﹪,则热机的效率是________。30﹪3、在热机中，蒸汽机的效率很低只有_________,汽油机的效率为__________,柴油机的效率为_________.6﹪-15﹪20﹪-30﹪30﹪-45﹪点拨1（3分钟）一、能流图分析热机效率(易错)燃料的化学能有用机械能废气带走的能量未完全燃烧、散热、克服摩擦损失热机中燃料内能都到哪里去了？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量废气排出带走的能量例：热机中燃料释放能量的主要走向示意图注：在热机的各种损失中，废气带走的能量最多热机的效率：放有用QW热机真正转变为对外做功的部分例：如图为内燃机的能流图，则内燃机的效率为（）A、E1/E；B、E2/E；C、E3/E；D、E4/E。E1E2E3E4ED化学能（100﹪）内能机械能燃烧不完全损失的能量废气带走的能量克服摩擦损失的能量电流通过导线时发热损失的能量散热损失的能量发电机蒸气轮机锅炉散热损失的能量克服摩擦损失的能量电能（30﹪）火电站能流图二、提高热机效率的方法1.保持良好的润滑，减小摩擦。2.减少废气带走的能量。3.使燃料充分燃烧。4.尽量减少各种热量损失。由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量废气排出带走的能量热机真正转变为对外做功的部分自学内容：回顾机械效率计算的相关知识自学指导2（1分钟）自学方法：阅读课本解决问题：掌握热机效率的计算;学生自学，教师巡视（3分钟）自学检测2（3分钟）2、汽车热机的效率：②Q放为燃料完全燃烧放出的热量，即Q放=____或Q放=_____.η＝W有Q放①W有为热机输出的有用功，即牵引力做的功，W有=___或W有=___.FsPtqmqV1、烧水的效率：η＝Q吸Q放②Q放为燃料完全燃烧放出的热量，即Q放=_____或Q放=_____.①Q吸为水吸收的热量，即Q吸=_____；cm△tqmqV例1、某家庭需要将50kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气．已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，求：（1）50kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；（3）煤气灶烧水的效率．解：(1)水吸热Q吸＝cm水△t=4.2X103J/kgX50kgX（60-20）℃=8.4X106J(2)燃料完全燃烧放出热量（3）煤气灶烧水的效率η＝Q吸Q放=8.4X106J3.36X107J=25%Q放=qm气=4.2×107J/kgX0.8kg=3.36X107J典例分析，教师点拨2（3分钟）课堂小结（2分钟）1.定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。2、公式:QW热机的效率：3、提高效率办法：1.保持良好的润滑，减小摩擦。2.减少废气带走的能量。3.使燃料充分燃烧4.尽量减少各种热量损失当堂训练（15分钟）1.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，表明（）A、甲的功率小B、甲做的功少C、甲消耗的柴油多D、甲柴油机内能转化为机械能的百分比小2.关于提高热机效率的途径，下列错误的是（）A、尽量使燃料完全燃烧B、尽量减少输出功率C、尽量减小摩擦D、尽量减少热量损失DBB3.4.某热机的效率为20％，这表明做100J的有用功时（）A、要消耗20J的燃料内能B、要向外散失80J的热量C、要消耗燃烧后能放出500J内能的燃料D、要消耗80J的燃料内能C5.下面说法不正确的是（）A.燃料燃烧时，将化学能转化为内能B.人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的C.lkg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值D.提高燃料的利用率是节约能源的重要措施C6、现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料——秆浆煤。若燃烧秆浆煤，使50kg、20℃的水温度升高到80℃。（秆浆煤的热值为2.4×107J/kg）求：（1）水需要吸收的热量？（2）如果秆浆煤燃烧释放的热量完全被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤？解：（1）水吸收的热量：Q吸=cm水△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（80℃-20℃）=1.26×107J（2）需要的秆的质量m＝Q放q=1.26X107J=0.525kg2.4×107J/kg7、一辆汽车的发动机输出功率为60KW，每小时消耗汽油10kg，请计算发动机的效率（汽油的热值为4.6×107J/kg）解：发动机每小时做功w有=Pt=60×103W×3600s=2.16×108J完全燃烧10kg汽油放出的热量Q放=qm=4.6×107J/kg×10kg=4.6×108Jη＝W有Q放=2.16X108J4.6X108J=47%发动机的效率选做题