資源簡介

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人教版九年級物理第十四章第二節《熱機的效率》教學設計
課題 14.2 熱機的效率 單元 第十四章 學科 物理 年級 九年級
教材分析 《熱機的效率》是人教版九年級物理第十四章的重要一節，它承接了前一節關于熱機的基本概念和原理，進一步深入探討了熱機在實際應用中的效率問題。這一節內容不僅對于理解熱機的性能特點具有重要意義，而且也是培養學生節能意識、環保意識以及技術應用能力的重要載體。一、教材內容概述本節教材主要包括以下幾個方面的內容：1. 熱機的效率定義：教材首先明確了熱機效率的概念，即熱機有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。這一概念的引入，有助于學生理解熱機在實際工作過程中能量的轉化和損失情況。2. 熱機效率的計算方法：教材接著介紹了熱機效率的計算公式，并通過實例演示了如何運用該公式進行具體計算。這一環節的教學有助于學生掌握熱機效率的量化分析方法，加深對熱機效率概念的理解。3. 影響熱機效率的因素：教材進一步分析了影響熱機效率的主要因素，包括燃料的質量、燃燒程度、散熱損失、機械摩擦等。通過對這些因素的討論，學生可以理解到提高熱機效率需要從多個方面入手，包括改進燃料燃燒方式、優化熱機結構、減少能量損失等。4. 提高熱機效率的途徑：教材最后介紹了提高熱機效率的一些有效途徑，如采用先進的燃燒技術、提高熱機的潤滑性能、減少熱機的散熱損失等。這些途徑的介紹，不僅有助于學生了解熱機技術的發展方向，而且也可以激發他們探索新技術、提高熱機效率的興趣和熱情。二、教材特點分析1. 理論與實踐相結合：本節教材在介紹熱機效率的概念和計算方法時，注重結合具體實例進行分析和演示，使得抽象的理論知識更加生動具體，易于學生理解和掌握。2. 強調應用性和實用性：教材在介紹提高熱機效率的途徑時，注重突出其應用性和實用性，強調這些途徑在實際生產和生活中的應用價值和意義。這有助于學生認識到學習物理知識的重要性和實用性，提高他們的學習興趣和積極性。3. 培養環保意識和節能意識：通過對熱機效率的討論和分析，教材引導學生認識到能源的重要性和有限性，培養他們的環保意識和節能意識。這有助于學生形成正確的能源觀念和生活方式，為未來的可持續發展做出貢獻。三、教學建議1. 注重啟發式教學：在教學過程中，教師可以采用啟發式教學法，引導學生自主思考和探索熱機效率的相關問題，培養他們的分析問題和解決問題的能力。2. 加強實驗教學：實驗教學是物理教學的重要組成部分，教師可以組織學生進行熱機效率的實驗測量和分析，讓他們通過親身實踐來加深對熱機效率的理解和掌握。3. 聯系實際應用：教師可以結合生活實際和工業生產中的案例，向學生介紹熱機效率的重要性和應用情況，幫助他們將所學知識與實際應用相結合，提高他們的綜合素質和能力。
2022新課標要求 一、知識與技能目標1. 學生應能理解熱機的效率概念，并知道它是如何定義的。他們應能區分并解釋有效能量與總能量之間的差異，以及這種差異如何影響熱機的效率。2. 學生應能夠計算熱機的效率，包括理解并應用相關的數學公式。3. 學生應了解不同熱機（如內燃機、蒸汽機等）的效率特點，以及影響這些效率的各種因素，如燃料的種類、熱機的設計、工作環境等。二、過程與方法目標1. 學生應通過實踐活動和實驗，觀察并理解熱機工作過程中能量的轉化和損失，以及這些損失如何影響熱機的效率。2. 學生應能夠分析并解決與熱機效率相關的問題，如提高熱機效率的方法等。三、情感態度與價值觀目標1. 學生應認識到提高熱機效率對于節約能源、減少污染、保護環境的重要性，從而培養他們的環保意識和責任感。2. 學生應通過學習和實踐，形成對物理學的興趣和熱愛，以及探索科學、追求真理的精神。四、跨學科素養目標新課標還強調培養學生的跨學科素養，因此，在《熱機的效率》這一節的教學中，也應注重與其他學科（如化學、生物、地理等）的聯系和整合。例如，可以探討燃料的來源和性質（化學），能量在自然界中的流動和轉化（生物和地理），以及熱機在日常生活和工業生產中的應用等。
學習目標與核心素養 學習目標1. 知識與技能：①理解熱機的效率概念，知道熱機效率是評價熱機性能的重要指標。②掌握影響熱機效率的因素，了解提高熱機效率的途徑和方法。③能夠運用熱機效率的知識，分析和解決實際問題。2. 過程與方法：①通過觀察、實驗和數據分析，培養科學探究能力和實證精神。②學會運用物理圖表和數學模型分析熱機效率問題，提高解決問題的能力。3.情感、態度與價值觀：①激發對物理學的興趣和熱愛，培養科學探索的精神。②增強環境保護意識，理解提高熱機效率對于節能減排、保護環境的重要性。核心素養1. 科學精神：① 培養勇于探究、敢于質疑的科學精神，對于熱機效率問題能夠提出自己的見解和思考。②學會從物理現象中發現問題、提出假設、設計實驗、收集證據、得出結論的科學探究方法。2. 實踐能力：①通過實驗和實踐活動，提高動手能力和實踐操作能力。②能夠將理論知識與實際應用相結合，解決生活中的實際問題。3. 社會責任感：①理解提高熱機效率對于社會可持續發展的重要性，增強社會責任感。②關注能源問題和環境問題，積極參與節能減排、保護環境的行動。
學情分析 一、知識基礎在進入《熱機的效率》這一節之前，學生已經掌握了熱值的概念，即某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比。他們理解了熱值是燃料的一個固有屬性，不同燃料的熱值不同，并且知道熱值的單位及計算方法。此外，學生還對燃料燃燒的過程有一定的了解，知道燃料燃燒是將化學能轉化為內能的過程。二、認知能力九年級的學生已經具備了一定的邏輯思維能力和抽象思維能力，能夠理解和分析較為復雜的概念和現象。然而，對于熱機效率這一抽象概念，學生可能會感到有些困難。他們需要理解熱機效率是熱機用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，這需要對能量轉化和守恒有深入的理解。三、學習興趣學生對于熱機的效率這一話題可能會有一定的興趣，因為這與日常生活中的許多現象密切相關，如汽車、摩托車等交通工具的燃油效率問題。同時，通過提高熱機效率可以節約能源、減少污染，這也有助于培養學生的環保意識和社會責任感。四、困難點分析1. 理解熱機效率的概念：學生可能會難以理解熱機效率的定義和計算公式，尤其是在區分有用功和總功時可能會感到困惑。2. 燃料燃燒的能量轉化：學生可能會難以理解燃料燃燒過程中能量的轉化和損失情況，以及這些損失對熱機效率的影響。3. 應用知識解決實際問題：學生可能會難以將所學知識應用到實際問題中，如分析不同熱機效率的差異、提出提高熱機效率的方法等。針對以上困難點，教師可以采用多種教學方法和手段來幫助學生理解和掌握熱機的效率。例如，可以通過實驗演示、案例分析等方式讓學生直觀感受能量轉化和損失的過程；可以通過小組討論、角色扮演等方式激發學生的學習興趣和主動性；還可以通過設置層次遞進的問題引導學生深入思考和理解熱機效率的概念和應用。綜上所述，人教版九年級物理第十四章第二節《熱機的效率》的學情分析顯示，學生在知識基礎、認知能力、學習興趣和困難點等方面存在一定的差異和挑戰。因此，教師在教學過程中需要充分考慮學生的實際情況，采用合適的教學方法和手段來幫助學生理解和掌握這一章節的知識。
重點 燃料的熱值、熱機的效率
難點 影響熱機效率的因素
材料準備 多媒體課件等
教學過程
教學環節 教師活動 學生活動 設計意圖
導入新課 教師：同學們，今天我們開始學習熱機的效率這一節內容。熱機是將燃料燃燒產生的熱能轉化為機械能的裝置，廣泛應用于我們的生產和生活中。展示汽車的圖片。教師：現代汽車使用內燃機作為動力機械。然而，并不是所有的熱能都能有效轉化為機械能，這就涉及到一個重要的概念——熱機效率。熱機效率是指熱機實際輸出的機械功與輸入的熱能之比。理解熱機效率的計算和影響因素，對于提高能源利用效率、節約能源資源具有重要意義。那么，熱機效率的高低受哪些因素影響呢？我們如何提高熱機的效率？帶著這些問題，我們進入今天的學習。 聆聽教師講解。觀察圖片。 直接提出熱機效率的概念，引入新課。
講授新課 燃料的熱值熱值的定義PPT演示圖片。教師：請同學們閱讀教材22頁內容，結合大屏幕，回答一下問題；①在原始社會，人類使用的燃料是什么？②現代社會，人們使用的燃料可分為幾大類？③請大家思考問題：燃燒相同質量的不同燃料，放出的熱量是否相同？找出事實來支持你的觀點。教師：同學們分析的非常正確。很顯然，燃燒質量相同的燃料所放出的熱量一般是不同的，為了表達不同燃料的這種區別，我們引入“熱值”這一概念。請說出熱值的定義是什么？熱值的物理意義教師：熱值在數值上等于1kg某種燃料完全燃燒所放出的熱量。例如，汽油的熱值是4.6×107J/kg，其物理意義是什么？提問：燃料的熱值與燃料的質量是否有關？提問：燃料的熱值與燃料的燃燒狀態是否有關？講解：燃料的熱值是燃料本身的一種性質，只與燃料的種類有關，與燃料的質量、燃料是否燃燒、燃燒的情況等無關。熱值的計算公式①如果用q表示燃料的熱值，用Q放表示燃料燃燒放出的熱量，用m表示燃料的質量，那么根據熱值的定義，熱值的計算公式是什么？②如果計算燃料燃燒放出的熱量，公式應該怎樣表達？③如果燃料是氣體，通常以體積來計算，公式應如何表達？熱值的單位熱值的單位是什么？熱機的效率鍋爐的燃料利用率指導學生閱讀教材23頁、24頁內容。提問：使用燃料燒水時，燃料燃燒放出的全部熱量與利用公式計算出的熱量相比較，哪一個更多一些？為什么？提問：燒水時，燃料燃燒放出的熱量能不能完全被水吸收？提問：能不能說出燃料燃燒放出的熱量都在哪個環節損失掉了？教師：同學們分析的很正確。所以，在使用鍋爐燒水時，只有水吸收的那一部分熱量被有效利用了，其余部分都損失掉了。普通鍋爐對燃料的利用率很低，因此在節約能源上改造的潛力很大。請結合教材提供的信息，談一談使用鍋爐時，如何提高燃料的利用率。熱機的效率組織同學閱讀教材24頁“想想議議”。教師：請大家閱讀教材，然后分組討論。提問：對于熱機而言，燃料是否能夠完全燃燒？提問：那一部分能量是被有效利用的？提問：熱機中，燃料燃燒釋放的能量有哪些損失？提問：什么是熱機的效率？熱機效率的公式應該如何表達？請大家閱讀教材24頁內容，回答：蒸汽機、汽油機和柴油機的效率分別是多少。提高熱機效率的途徑教師：熱機的效率是衡量熱機性能的一個重要的指標，在有用功相同的情況下，我們總是希望消耗更少的燃料以達到節約能源、減少污染的目的，那么，請大家討論提高熱機效率的途徑是什么？教師：對，提高熱機效率對于節能減排，減少污染有重要的意義，那么，熱機的各種能量損失中，哪一部分損失最大？請閱讀教材，分析熱電站是如何利用廢氣攜帶的能量的？熱電站有什么意義？教師：請大家閱讀教材25頁“從火車到火箭”的內容，了解熱機的發展經歷和熱機的分類以及各種熱機的應用并完成筆記。巡視指導學生閱讀、筆記。 閱讀教材。觀察大屏幕。①回答：柴薪。②回答：可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料三大類。回答：不相同。比如，要想燒開質量相同的水，使用木材的質量要比使用煤炭的質量多。回答：某種燃料完全燃燒所放出的熱量與其質量之比叫做這種燃料的熱值。回答：質量為1kg的汽油完全燃燒放出的熱量是4.6×107J。回答：無關。回答：無關。回答：Q放=mqQ放=mvJ/kg或J/m3閱讀教材。回答：計算的更多一些。因為實際燃燒時，燃料燃燒的不夠充分。回答：不能。回答：高溫的煙氣帶走了相當一部分熱量；裝水的容器吸收熱量、鍋爐本身吸收熱量，還有一部分散失在空氣中等等。回答：是燃料燃燒的更充分。分組討論并分析回答問題。回答：不能。回答：用來做有用功的那一部分。回答：廢氣帶走一部分，直接散失到空氣中，機器本身吸熱等。回答：用來做有用功的那一部分能量與燃料燃燒放出的熱量之比叫熱機的效率。回答：閱讀教材并回答。討論并回答：通過改進和創新減少各種能量損失是提高熱機效率的主要途徑。回答：廢氣帶走的能量。回答：熱點站利用汽輪機的廢氣供熱，提高了燃料的利用率。閱讀教材。在教師指導下記筆記。 培養學生分析問題的能力。培養學生閱讀能力。培養學生總結歸納能力。培養學生閱讀理解能力。培養學生分析問題的能力。培養學生總結歸納能力。培養學生分析問題的能力。培養閱讀分析能力。培養小組合作能力。培養學生獨立閱讀能力。培養學生歸納總結能力。
課堂練習 PPT演示習題內容。要求學生作答。對學生的發言進行點評。總結知識點。總結解題思路與方法。 在教師指導下完成習題。按照教師要求回答問題，聆聽教師講解并做筆記。 鞏固新知。了解學生對本課基礎知識的掌握情況。
課堂小結 同學們：在本節課中，我們學習了燃料的熱值、熱制度額計算、熱機效率的定義、計算公式；我們還探討了提高熱機效率的方法，包括減少熱機在工作過程中的能量損失，如減少摩擦損失、提高熱機材料的導熱性能、優化熱機結構設計等。通過本節課的學習，大家一定會有所收獲。接下來，請同學來談一談這一節課有什么收獲。組織學生談收獲。對同學的發言進行點評。梳理本課的知識點。 談收獲。聆聽教師點評、講解。和老師一起梳理知識點、做筆記。 鞏固新知。使知識系統化。培養學生總結歸納能力和邏輯思維能力。
板書 14.2熱機的效率1.燃料的熱值定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫做這種燃料的熱值。物理意義：熱值在數值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。公式：Q = mq 或 Q = vq（Q為熱量，m為質量，q為熱值，v為體積）單位：J/kg（固體和液體燃料）或 J/m （氣體燃料）2. 熱機的效率概念：熱機工作時，燃料燃燒釋放的能量中，轉化為有用功的部分所占的比例。影響因素：與燃料的種類、熱機的設計和工作狀態等有關。提高途徑：改進燃燒條件、減少熱量損失、提高機械效率等。
課外拓展/課外閱讀內容 1.查閱資料，了解不同燃料的熱值及其應用領域。2.分析一種常見熱機（如汽車發動機）的能量轉化和損失情況，并提出改進建議。
特色資源分析和技術手段說明
教學反思 《熱機的效率》是九年級物理教學中一個重要的章節，它涉及到能量轉化、能量損失以及效率計算等多個方面。通過本節課的教學，我深感教學內容的深度和廣度，同時也意識到在教學過程中的一些值得反思和改進的地方。首先，我對于熱機的效率的定義和計算方法進行了詳細的講解。我引導學生從能量轉化的角度出發，理解熱機工作時能量的輸入與輸出的關系，從而掌握計算熱機效率的基本方法。但是，我也發現部分學生對于能量轉化的理解不夠深入，導致在計算過程中容易出現錯誤。因此，我需要在今后的教學中更加注重學生對于基本概念和原理的理解，通過更多的實例和練習來加深他們的印象。其次，我在教學過程中注重了實驗和演示的作用。通過實驗和演示，學生可以更加直觀地了解熱機的工作原理和能量轉化的過程，從而加深對知識點的理解和記憶。但是，我也發現部分學生對于實驗的觀察和分析能力還有待提高。因此，我需要在今后的教學中加強對學生實驗技能的培養，讓他們能夠更好地參與到實驗中來，提高實驗教學的效果。此外，我還發現學生對于熱機效率的應用和拓展知識了解不足。雖然本節課主要講解了熱機效率的基本概念和計算方法，但是在實際應用中，熱機的效率會受到多種因素的影響，如燃料的種類、熱機的設計、工作環境等。因此，我需要在今后的教學中注重拓展學生的知識面，引導他們了解熱機效率在實際應用中的具體情況，提高他們的綜合應用能力。最后，我認為在教學過程中還需要注重與學生的互動和交流。通過提問、討論等方式，可以激發學生的學習興趣和思維活力，促進他們對知識點的深入理解和掌握。同時，我也需要關注學生的反饋和意見，及時調整教學策略和方法，以更好地滿足學生的學習需求。
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人教版九年級物理第十四章第二節《熱機的效率》分層作業
基礎部分
燃燒相同質量的不同燃料，放出的熱量是 的。我們把某種燃料完全燃燒放出的 與其 之比，叫做這種燃料的熱值。
熱值在數值上等于 。在國際單位制中，熱值的單位是 ，符號是 。
燃料很難完全燃燒，放出的熱量往往比按熱值計算出的要 ，而且有效利用的熱量又比放出的熱量要 。（均選填“大”或“小”）
對于熱機而言，用來做 的那部分能量，與燃料 放出的能量之比，叫做熱機的效率。內燃機的效率比蒸汽機的 （選填“高”或“低”）。汽油機的效率為20%~30%,柴油機的效率為 。
熱機的效率是熱機性能的重要指標。熱機的效率高，在做功同樣多的情況下，就消耗更 的燃料，從而節約能源，減少污染。在設計和制造熱機時，要不斷改進和創新，以減少各種 ，提高效率。
下列說法正確的是( )
A.—瓶酒精用去一半，剩下的酒精的熱值減小一半
B.燃料燃燒不充分時，部分能量將被浪費掉，熱值將減小
C.內燃機的效率越高，它消耗的燃料就越少
D.熱機效率越高，它將內能轉化為機械能的比例越大
我國是能源大國，具有豐富的煤炭資源，如果優質煤炭的熱值是3.5×107J/Kg,那么完全燃燒20千克的煤炭，釋放出來的熱 量是( )
A.7×10 J B.0.7×10 J C.3.5×107J D.7×107J
下列有關熱機的說法中正確的是( )
A.可以采用增大熱機功率的方法來提高熱機的效率
B.熱機工作的過程是將機械能轉化為內能的過程
C.隨著科學技術的發展，熱機的工作效率可以達到100%
D.在四沖程內燃機中減少廢氣帶走的大量熱量可以大大提高熱機效率
鞏固提升
如圖是一種“渦輪增壓”(T型)轎車，通過給發動機更足量的空氣使汽油更充分地燃燒，比普通轎車(L型)更節能，排氣更清潔。同樣的汽油加在 T型轎車內與加在L型轎車內相比熱值 (填“更大”、“一樣大”或“更小”);散熱器中用水做冷卻液而不用其他液體是因為水的 大。轎車在汽油燃燒不充分時會冒“黑煙”,這時發動機的效率 (填“高”、“不變”或“低”)。
干木柴的熱值是1.2×107J/kg，它的物理意義是 。
如圖是我國發射的全球首顆量子衛星，為紀念墨子，這個全球首顆量子衛星被命名為“墨子號”.發射衛星的火箭常使用液態氫作為燃料，主要是因為液態氫具有( )
A.較小的密度 B.較大的比熱容 C.較低的沸點 D.較高的熱值
2021年10月16日0時23分，我國長征二號F運載火箭搭載神舟十三號載人飛船順利升空。下列裝備中提供動力的發動機與火箭動力發動機原理相同的是( )
第一艘萬噸巨輪“躍進號” 第一代高鐵“復興號” 第一架飛機“初教-5” 首批汽車“解放”
為了節約能源，需要提高熱機的效率，下列措施不能提高熱機效率的是( )
A.讓燃料與空氣混合充分，使燃料燃燒得比較完全
B.在設計與制造熱機時要不斷改進與創新，以減少能量的損失
C.盡量減少熱機內部各部件間的摩擦
D.盡量增加熱機的工作時間
兩臺汽油機，甲做的功是乙的1.5倍，甲的效率是25%,乙的效率是30%,那么甲與乙消耗的汽油的質量之比是( )
A.9:5 B.5:9 C.5:6 D.6:5
（計算）小夢用燃氣灶將質量為2kg,溫度為25℃的水加熱到100℃,加熱這些水需要燃氣0.056m ,則他家燃氣灶的熱效率是多少？水的比熱容4.2×10 J/(kg·℃),燃氣的熱值是4.5×10 J/m 。
難點突破
如圖所示，用甲、乙兩種燃料分別對質量和初溫相同的水進行加熱，兩圖裝置均相同。燃料的質量用m表示，燃料充分燃盡時水升高的溫度用△t表示(水未沸騰),下列選項正確的是( )。
若m相同，△t越小，燃料的熱值越大 B.若△t相同，m越大，燃料的熱值越大
若的值越大，燃料的熱值越小 D.若 的值越大，燃料的熱值越小
參考答案
不同、熱量、質量
1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量、焦耳每千克、J/kg
小、小
有用功、完全燃燒、高、30%~45%
少、能量損失
D
A
D
一樣大、比熱容、降低
1kg干木柴完全燃燒放出的熱量是1.2×107J
D
C
D
A
25%
C
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14.2 熱機的效率
人教版九年級物理第十四章第二節
課標要求
01
02
學習目標
04
課堂檢測
06
課后作業
03
探究新知
05
課堂總結
目錄
內容總覽
2022新課標要求
要求學生理解熱機的效率概念，知道它的定義。
要求學生能夠計算熱機的效率，包括理解并應用相關的數學公式。
要求學生了解不同熱機的效率特點，以及影響這些效率的各種因素。
使學生認識到提高熱機效率對于節約能源、減少污染、保護環境的重要性，從而培養他們的環保意識和責任感。
學生應通過實踐活動和實驗，觀察并理解熱機工作過程中能量的轉化和損失，以及這些損失如何影響熱機的效率。
學習目標
★
知識與技能
①理解熱機的效率概念，知道熱機效率是評價熱機性能的重要指標。
②掌握影響熱機效率的因素，了解提高熱機效率的途徑和方法。
③能夠運用熱機效率的知識，分析和解決實際問題。
★
過程與方法
①通過觀察、實驗和數據分析，培養科學探究能力和實證精神。
②學會運用物理圖表和數學模型分析熱機效率問題，提高解決問題的能力。
★
情感態度價值觀
①保持對物理學的興趣和熱愛，具有科學探索的精神。
②增強環境保護意識，理解提高熱機效率對于節能減排、保護環境的重要性。
新知導入
內燃機為汽車提供動力
燃料燃燒將化學能轉化為內能
熱機將內能轉化為機械能
燃燒產生的熱量能全部轉化為機械能嗎？
探索新知
人類使用的能量的來源
原始社會以柴薪為燃料
現代社會的燃料
固體燃料
液體燃料
氣體燃料
根據你的經驗，相同質量的不同燃料，燃燒時放出的熱量是不是相同
不相同。例如，要把同樣的水燒開，使用木材的質量要比使用煤炭的質量多。
探索新知
想想議議
酒
精
煤炭
天然氣
探索新知
燃料的熱值
在國際單位制中，熱量的單位是焦耳，質量的單位是千克，則熱值的單位是焦每千克，符號是J/kg。
某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫做這種燃料的熱值。
熱值在數值上等于1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
熱值
（q）
燃料燃燒放熱公式：
Q=mq（固體、液體）；Q=vq（氣體）
探索新知
小資料
一些燃料的熱值
燃料 熱值 燃料 熱值
干木柴 約1.2×107J /kg 柴油 4.3×107J /kg
煙煤 約2.9×107J /kg 煤油 4.6×107J /kg
無煙煤 約3.4×107J /kg 汽油 4.6×107J /kg
焦炭 3.0×107J /kg 氫 1.4×108J /kg
木炭 3.4×107J /kg 焦爐煤氣 約1.7×107J/m3
酒精 3.0×107J /kg 沼氣 約1.9×107J/m3
探索新知
熱值的含義
燃料的熱值是燃料的一種性質，它表現了某種燃料在燃燒時放熱的本領。
燃料的熱值大小只與燃料的種類有關，不同的燃料，一般熱值不同；而與燃料的質量、是否完全燃燒等因素無關。
酒精的熱值是3×107J/kg，其物理意義是:質量為1kg的酒精完全燃燒，放出的熱量是 3×107J。
燃料的熱值受氣體壓強的影響，其單位一般使用J/m3。
熱值的含義
課堂檢測
D
1.對的理解，下列說法正確的是( )
A.熱值與燃料完全燃燒放出的熱量成正比
B.燃料燃燒不充分時，部分能量將被浪費掉，熱值將減小
C.燃料燃燒時，放出的熱量越多，燃料的熱值越大
D.某種燃料的熱值大小與是否充分燃燒無關
2.如圖在"比較質量相等的不同燃料燃燒時放出的熱量“實驗中，小華實驗組選用碎紙片和酒精為燃料進行了實驗：
(1)實驗除了溫度計，還需要的測量工具是___________;
(2)燒杯中液體的種類_______(選填”相同”或“不同”)質量_____(選填“相等”或“可以不等”);
(3)燃料完全燃燒后，圖甲的溫度計示數升高較多，則_______(選填“酒精”或“碎紙片”)放出的熱量更多；
(4)酒精完全燃燒后，將500g水的溫度從20°℃升高至70°℃,則水吸收的熱量為________J。[c水=4200J/(kg·℃)]
課堂檢測
托盤天平
相同
相等
酒精
105000
探索新知
熱機的效率
燃料很難
完全燃燒
減小熱
量損失
提高燃料
的利用率
放出的熱量只有一少部分被有效利用
鍋爐熱效率的計算：
水吸收的熱量
燃料燃燒放出的熱量
節約能源
普通小型鍋爐
提高鍋爐的熱效率
對鍋爐進行改造
探索新知
熱機的效率
在內燃機中燃料釋放的能量都到哪去了？
①
燃料燃燒放出的熱量（Q放）
②
轉化成機械能
有用功（W有）
額外功
③
廢氣帶走的熱量
（相當一部分）
④
其它熱量損失（機器吸熱、散熱等）
探索新知
熱機的效率
用來做有用功的那一部分能量與燃料燃燒放出的總熱量之比叫熱機的效率。
汽油機的效率為20%~30%
柴油機的效率為30%~45%。
熱機效率的計算：
由于內燃機的燃料在汽缸內燃燒，故熱量損失較少，其效率高于蒸汽機。
探索新知
節能減排
提高熱機的效率
熱機效率是熱機性能的重要指標；在設計和制造熱機時，要不斷改進和創新，以減少各種能量損失，提高效率。
提高燃料的利用率
在熱機的能量損失中，廢氣帶走的能量最多。設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。（熱電站）
課堂檢測
A
3.關于熱機的效率，下列說法正確的是( )
A.一般情況下柴油機的效率比汽油機的高
B.熱機的效率越高，在做功同樣多的情況下消耗的能量越多
C.熱機的效率越高說明做功越快
D.熱機損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機械摩擦損失的
課堂檢測
A
4.如圖是汽油機工作循環中的一個沖程，下列說法正確的是( )
A.該沖程是汽油機的做功沖程，將內轉化為機械能
B.該沖程是汽油機的壓縮沖程，將機械能轉化為內能
C.該汽油機工作時冒黑煙，說明汽油燃燒不充分，其熱值變小
D.該汽油機的效率越高，在做相同功的情況下消耗的汽油越多
課堂檢測
4.6×105
5.已知某種汽油的熱值是4.6×107J/kg,現有汽油0.02kg,完全燃燒其中的一半，汽油放出的熱量是_______J。若上述放出的熱量使2kg的水溫度升高25℃(未沸騰),則水吸收的熱量為_______J。剩余0.01kg的汽油熱值是_______J/kg,[已知ck=4.2×10 J/(kg·℃)]。如圖為某汽油機工作時能量轉化圖，該汽油機的效率是_______。
2.1×105
4.6×107
40%
探索新知
從火車到火箭
紐科門蒸汽機
斯蒂芬森蒸汽機車（火車）
瓦特蒸汽機
探索新知
從火車到火箭
貨船使用大型柴油機
挖掘機使用柴油機
摩托車使用汽油機
探索新知
從火車到火箭
用于飛機的空氣噴氣發動機
自帶燃料和氧化劑的火箭
6.（多選）如圖所示，火箭采用無毒無污染的液氧液氫和煤油推進系統，火箭向下噴出高溫高壓火焰獲得升力后加速上升，若火箭的重量約為900t,在剛升空后的600s內就勻速運動到450km的高空。關于火箭下列說法錯誤的是( )
A.液氧液氫燃料的特點是質量輕、熱值大
B.火箭加速上升，機械能在增大
C.火箭發動機是把內能轉化為機械能的機械
D.火箭升高450km克服自身重力做功的功率約是6.75×10 W
課堂檢測
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1.如圖為我國發射的全球首顆量子衛星，為紀念墨子，這個全球首顆量子衛星被命名為“墨子號”。發射衛星的火箭常使用液態氫作為燃料，主要是因為液態氫具有( )
A.較小的密度
B.較大的比熱容
C.較低的沸點
D.較高的熱值
課堂練習
D
課堂練習
C
2.燃燒煤炭易造成環境污染，氫是一種自然界中儲量巨大的清潔能源。已知：無煙煤的熱值是3.4×10 J/kg,氫的熱值是1.4×10 J/kg。下列說法正確的是( )
A.燃燒1kg的無煙煤，放出的熱量為3.4×107J
B.完全燃燒1kg的氫，放出的熱量為1.4×10 J/kg
C.1kg的氫和無煙煤均完全燃燒，氫放出的熱量為無煙煤的四倍以上
D.氫和無煙煤均完全燃燒，放出相同的熱量，氫的質量為無煙煤的兩倍以上
3.我國長征二號F運載火箭搭載神舟十三號載人飛船順利升空。下列裝備中提供動力的發動機與火箭動力發動機原理相同的是( )
A. B. C. D.
A.新中國第一艘萬噸輪——躍進號”
B.中國新—代高鐵——“復興號”
C.新中國第一架自制飛機——“初教-5”
D.新中國首批汽車——“解放”
課堂練習
C
4.汽車是現代生活中最常見的一種交通工具，如圖甲、乙分別是某汽油機的某沖程及能量流向圖。下列有關說法正確的是( )
A.甲圖是壓縮沖程，活塞對氣缸內的氣體做功，氣體的溫度升高
B.由乙圖可知該汽油機的效率是30%
C.汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，這會降低燃料的熱值
D.為節能冬天汽車都會利用尾氣中的余熱給車內供暖，該舉措大大提高了燃料的熱值
課堂練習
A
5.如圖是我國自主研發的水陸兩棲飛機“鯤龍-600”,它可以承擔大型滅火、水上救援等任務。若該兩棲飛機以10m/s的速度勻速直線飛行60s,消耗航空燃油40kg,發動機的效率為40%,已知4燃由=4.2×107J/kg。求：
(1)它在此過程中飛行的路程；
(2)40kg的航空燃油完全燃燒放出的熱量；
(3)飛機發動機做的功。
課堂練習
解：(1)它在此過程中飛行的路程為 : s=vt=10m/s×60s=600m
(2)40kg的航空燃油完全燃燒放出的熱量為 ：Q放=mq燃油=40kg×4.2×107J/kg=1.68×109J
(3)由可得，飛機發動機做的功為： W=Q放=40%×1.68×109J=6.72×108J
答：(1)它在此過程中飛行的路程為600m;
(2)40kg的航空燃油完全燃燒放出的熱量為1.68×109J;
(3)飛機發動機做的功為6.72×108J。
課堂總結
燃料的熱值
熱值的定義
熱值的物理意義
熱值的計算公式
熱值的單位
熱機的效率
熱機效率的概念
鍋爐的熱效率
熱機的效率
計算公式
提高熱機效率
熱機的發展應用
蒸汽機與蒸汽機車
汽油機與柴油機的應用
熱機在飛機和火箭上的應用
板書設計
一、.燃料的熱值
1.定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量之比，叫做這種燃料的熱值。
2.物理意義：熱值在數值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
3.公式：Q = mq 或 Q = vq（Q為熱量，m為質量，q為熱值，v為體積）
4.單位：J/kg（固體和液體燃料）或 J/m （氣體燃料）
二、熱機的效率
1.概念：熱機工作時，燃料燃燒釋放的能量中，轉化為有用功的部分所占的比例。
2.影響因素：與燃料的種類、熱機的設計和工作狀態等有關。
3.提高途徑：改進燃燒條件、減少熱量損失、提高機械效率等。
14.2、熱機的效率
作業布置
1.調查報告
要求：對擁有汽車的家庭進行調查。了解汽車的每月的耗油情況、行駛的公里數、每月的油耗消費等。寫一篇500字以內的調查報告。
2.習題作業
完成教材26頁
“動手動腦學物理”
1-4題
謝謝
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