【最新】九年级人教物理湖北专用课件：第十四章 专题二 热值及热效率.pptx (共15张PPT)

能 力 提 升 题
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,
热机的效率
W有用
计算：η=
Q ×100％
第2节 热机的效率
课堂反馈
完全
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
1 kg
4.6×107 J
________汽油完全燃烧，放出的热量是______________。
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
典例2
功率与效率的辨析
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（B
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
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
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

能量更多些？
自主学习
阅读课本“燃料的热值”标题下的内容，完成下列问题
1.燃烧质量相同的不同燃料，所放出的热量是否相同？
2.什么是燃料的热值？
3.热值的单位，热值在数值上等于什么？
4.查看小资料（燃料的热值表），你能获得什么信息？
燃烧相同质量的不同燃料，所放出的热量是不同的
反应出，不同燃料燃烧时的放热能力不同
2.对外做有用功
3.废弃带走很大一部分能量
4.机器散热消耗一部分的能量
5.克服摩擦消耗一部分的能量
热机的效率
1.概念：有效利用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.
有用
2.公式： =
放
有用 = 有用
注：热机的机械效率永远小于1
3.提供热机效率的途径
（1）使燃料充分燃烧
q—燃料的热值—J/Kg或J/ 3
热值在数值上等于1Kg或1 3 的燃料完全燃烧所放出的热量
大 小：热值是燃料的一种属性，它只与燃料的种类有关，
与其它因素无关
练一练
1.向酒精灯内添加适量酒精后，燃料的热值与灯内本来的部
分相比较（ B ）
A.变大
B.不变
C.变小
D.无法确定
2.关于燃料的热值，以下说法正确的时是（ A ）
（2）减少各种热量的散失
（4）设法利用废弃的能量
（3）注意保养，保证良好
蒸汽机的效率只有
汽油机的效率为
柴油机的效率为
6%~15%
20%~30%
的润滑
30%~45%
练一练
3.如图所示是内燃机的能量流向图，则内燃机的效率可以表
示为（ B ）
4.已知一煤气灶烧水时，完全燃烧煤气放出4.2× 105 J的热

【答案】（1）4.2×109J （2）140kg 【解析】（1）根据题意温泉水放出的热量是： Q 放=c 水 m△t=4.2×103J/（kg·℃）×2.5×104kg×（80-40）℃=4.2×109J （2）根据题意知道 Q 吸=Q 放=4.2×109J 由 Q 放=mq 知道需要的焦炭的质量是 m=Q 放/q=4.2×109J/3.0×107J/kg=140kg
例 5.某工厂利用地热温泉水辅助冬季供暖，地热温泉水每天出水量为 2.5×104kg，温泉水的 初温是 80℃，供暖后温度降到 40℃．温泉水的比热容是 4.2×103J /（kg·℃）．试求： （1）这些温泉水每天放出的热量是多少？ （2）若这些热量由热值是 3.0×107J /kg 的焦炭提供，至少需要我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放 出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放 出热量的本领。
•燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。 •常见的燃料有煤、石油(加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化 气等)、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。 •燃料可分为三种：固体燃料、气体燃料、液体燃料。
3 热机的效率
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？
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃 料燃烧时所释放能量的一部分。
热机的效率
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。
定义式 Q有用
Q总
做有用功的能量 燃料完全燃烧放出的能量 热机效率
内燃机工作时能量流向图：
(1)在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多。 (2)设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出 的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用 煤烧水。

废气排出带走的能量 由于机械传动等， 克服摩擦所消耗 的能量
做转 功变热 的为机 部对真 分外正
由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃 料燃烧时所释放能量的一部分。
三、热机的效率： 1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧 放出来的能量之比称为热机效率。
Q吸 Q燃放
3、热机的效率是热机性能的重要指标
1.关于燃料的热值正确的是（ B ） 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
解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料 的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。
燃料燃烧放热计算： Q=mq
例1、小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg
各种热机的效率: 蒸汽机:6﹪~15﹪
汽油机：20﹪~30﹪ 柴油机：30﹪~45﹪
飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪
检测练习
用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气．已知 水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水 吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。
酸雨的危害
1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织,引 起肺水肿等疾病而使人致死. 2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生长. 3.破坏土壤、植被、森林.
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料.
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍.
小结：质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。

检测
基础训练21页 课前预习1-5题。
作业
必做题：课本26页第3题。 选做题：课本26页第1题。 计算题：第一步：写“解”
第二步：已知条件 第三步：运用公式 第四步：代入数据计算 （注意单位统一）
全燃烧无关。
11
5、热值的有关计算： （1）固体或液体燃料：
Q放 = mq （2）气体燃料：Q放 = Vq
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想一想
散热、克服摩擦损失 废气带走的能量
燃料
完全
燃烧 放出
机械能
的能
量
13
由图可知，真正能转变为对外 做有用功的能量只是燃料燃烧 时所释放能量的一部分。
二、热机效率
1、定义：用来做有用功的那部 分能量与燃料完全燃烧释放的
7.1~8.8)×107
氢气 14.3×107
无烟煤 3.4×107 汽油
4.6×107
木炭
3.4×107 煤油
4.6×107
9
1.不同物质的热值一般相同吗？ 2有没有不同物质比热值相同 的？ 3哪种物质的热值最大 ？它是 多少？表示的物理意义是什么？

4、拓展：热值反映燃料是在燃烧过程
中化学能转化为内能的本领，热值越大的燃 料相同条件下释放的热量就越多，它是燃料 的一种特性，其大小只与燃料的种类有关， 与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完
7
3、单位：焦 /千克 ( J/kg ) 焦 /立方米 （ J/m 3 )
观察热值表，你有什么收获？
常用燃料的热值（单位：J/kg）
固体
液体
气体
干木柴 1.2×107 酒精
3.0×107 煤气 3.9×107
烟煤 焦炭
2.9×107 3.0×107

探究知识点二、热机的效率 跟踪练习
7.热机的效率越高,说明( D ) A.热机做功的有用功越多 B.燃料热值越大 C.热机的功率越大 D.热机对燃料的利用率越高
探究知识点二、热机的效率
1.热机的效率η﹦Q有用/ Q放。 2.提高热机效率的措施：采 用新技术，使燃料充分燃烧； 做好润滑保养，减小摩擦； 利用废气的能量。
探究知识点二、热机的效率 4.想一想
热机的效率能达到100%吗有用功的能量只是燃料完全燃烧所 放出的能量的一部分，因为各种热量 损失以及燃烧条件的限制，这部分能 量远远小于总能量，所以其与燃料完 全燃烧所放出的总能量的比值必然小 于1，即热机效率小于100%。
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出 的热量。
（3）单位 国际单位：焦每千克；符号：J/kg。 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
探究知识点一、燃料的热值
2．了解燃料的热值表
说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
探究知识点一、燃料的热值
3．有关燃料燃烧放热的计算 想一想
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
探究知识点一、燃料的热值
一、燃料的热值 1.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。用q表示。单位J/kg或J/ m3。 2.计算公式： Q放=mq 或 Q放=Vq。 （选取公式要看热值单位）
二、热机的效率
想一想
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？
热值的符号：q
Q：燃料完全燃烧释放 的热量 ｑ：燃料的热值
公式：Q=qm
ｍ：燃料的质量
V：气体燃料的体积
气体燃料
气体：Q=qV
单位：焦每千克 J/kg 焦每立方米（J/m3）

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问：怎样减少能量损耗？
损耗
措施
废气带走一部分能量
循环利用废气的能量
热传递释放一部分能量
保温材料
摩擦损耗一部分能量
润滑油
答：循环利用废弃的能量是节能的关键。
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问：什么是【热机的效率】？

答：热机的效率

对外做的功 完全燃烧所释放的热量
热机效率
W
Q
对外做的功
完全燃烧所释放的热量
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开水的质量为2kg，温度为100℃；冷水的质量为2kg，温 度为20℃。现把开水倒入冷水，一段时间后变成温水。
则：温水的温度是多少？（不考虑热损失）
分析：开水放出热量，冷水吸收热量。
设温水的温度为t，则：20℃ t 100℃
开水变成温水，温差 t 100 t
温差=大温度-小温度
则：水上升的温度是多少？（水的质量是2kg） 解：
酒精释放的热量：Q放 qm酒精 3107 0.02 6105 j
水吸收的热量：Q吸 80％Q放 0.86105 j 4.8105 j
而Q吸 cmt
t Q吸 = 4.8105 57℃ c水m水 4200 2
水吸收的热量：Q吸 80％Q放 0.82106 j 1.6106 J
而 Q吸 cmt
t
Q吸
1.6 106 =
38℃
c水m水 420010
22
天然气的热值为4×107j/m3，完全燃烧0.05m3的天然 气，80％的热量被水吸收。水的质量是2kg，水 开始的温度是20℃。
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天然气的热值为4×107j/m3，完全燃烧0.05m3的天然 气，放出的热量全部被水吸收。