初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率课文课件ppt

这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率课文课件ppt，共33页。PPT课件主要包含了知识回顾，学习目标，知识一燃料的热值，燃料的热值，探究新知，1定义，2物理意义，3定义式，固体和液体，4单位等内容，欢迎下载使用。
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念；2.知道热值的单位和定义式，能简单计算燃料燃烧放出的热量；3.了解热机中能量走向及热散失的途径，知道什么是热机效率，能提出提高热机效率的方法。
【重点】燃料的热值，热机效率；【难点】热值的相关计算，热机效率。
生活中，我们烧开同样一壶水，如果分别用木柴、煤和汽油来做燃料，那用的这些燃料一样多吗？相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（气体为体积）之比，叫做这种燃料的热值。用符号q表示。
 气体燃料：焦每立方米；符号：J/m3
1 kg（气体为1m³）某种燃料完全燃烧放出的热量。
固液燃料：焦每千克；   符号：J/kg
对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”。
①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关，反映了燃料的燃烧特性、化学能转化成内能的本领大小；②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。某种燃料只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小；③“热量与其质量之比”是指同一燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比就是其热值，是不变的，所以燃料完全燃烧时放出的热量与其质量成正比。
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
火箭为什么用氢气做原料？
Q放—完全燃烧发出的热量—单位：焦耳（J）
m—燃料的质量—单位：千克（kg）
q——燃料的热值——单位：焦耳每千克（J/kg）
V—燃料的体积—单位：立方米（m3）
1.关于燃料的热值,下列说法正确的是 (　　)A.任何物质都有热值B.燃料燃烧时才有热值C.热值是某种燃料完全燃烧时放出的热量D.热值是某种燃料完全燃烧时放出的热量与所用燃料的质量之比
1.D　【解题思路】　热值是某种燃料完全燃烧时放出的热量与所用燃料的质量之比.
2.D　【解题思路】　热值是燃料本身的特性,只与燃料的种类有关,与燃烧程度、放出热量的多少和是否燃烧无关,故选D.
3.木柴、焦炭、木炭都是常用的燃料,取不同质量的这些燃料进行完全燃烧,得到了下表所示数据: (1)从表中的数据可以得到,相同质量的不同燃料,它们完全燃烧所释放的热量是　　　的;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越　　　. (2)从表中的数据还可以看出,对于同一种燃料,　　　　　　　　　和　　　的比值是不变的,这个不变的比值,反映了燃料本身的一种性质,物理学中把它称之为　　　. 
3.【参考答案】　(1)不同　多　(2)完全燃烧放出的热量　质量　热值【解题思路】　(1)由表格中数据可知,完全燃烧质量相同的木柴、焦炭、木炭放出的热量不同;对于同一种燃料,质量越大,完全燃烧所释放的热量越多.(2)对于同一种燃料,完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比,即完全燃烧放出的热量与质量的比值不变,物理学中用热值表示燃料的这一特性.
4.[2020河北唐山路北区二模]我们每天都会产生大量的垃圾,合理分类和利用垃圾是我们面临的一个重大课题.某垃圾处理厂处理垃圾时提炼出了200 kg燃料油,燃料油的热值为4.0×107 J/kg,其物理意义是　　,将这些燃料油的一半完全燃烧,放出的热量为　　　　　　J,燃料油燃烧时将化学能转化为　　　能,剩余燃料油的热值为　　　　J/kg. 
知识点 二 热机的效率
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。
（1）燃料的效率：有效利用的热量与理想情况下放出的热量的比值。
（2）提高燃料利用率的途径
①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。②减少各种热量损失。
将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧；
I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失。
2. 内燃机燃料燃烧时能量走向示意图
一部分能量消耗在散热上
废气带走很大一部分能量
克服摩擦力消耗一部分能量
由于燃料的品质、内燃机汽缸与活塞的密封程度等因素，热机不可能使燃料完全燃烧，燃料的化学能没有被全部释放。
热机大部分部件是由金属制成的，金属是热的良导体，将燃料燃烧所释放的部分热量传递给机体及空气，所以散热也是能量损失的一个方面。
四冲程内燃机的一个工作循环中，排气冲程排出汽缸中的废气，但此时废气的温度仍很高，内能较大。
活塞和曲轴在运动时要克服摩擦力做功，这部分能量也要靠燃料燃烧的内能来提供。
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。
（3）提高热机效率的方法：
①使燃料充分燃烧。②尽量减少各种热量损失。③注意保养,保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减少因克服摩擦而额外消耗的能量。
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%
1.[2021山东聊城实验中学月考]关于热机的效率,下列说法正确的是 (　　)A.热机做的有用功越多,效率一定越高B.热机消耗的燃料越少,效率一定越高C.热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率一定越高D.热机做功越快,效率一定越高
1.C　【解题思路】　用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放出来的能量之比,叫做热机的效率,故C正确,A、B错误;热机做功的快慢与效率无关,D错误.
2.甲、乙两台热机,甲的效率比乙的低,其含义是(　　)A.甲热机消耗的燃料多B.甲热机比乙热机做功少C.甲热机的功率比乙热机的小D.做相同的有用功,甲损失的能量比乙损失的多
2.D　【解题思路】　不知道有用功的大小,所以不能确定消耗的燃料多少,故A错误;效率高低与做功的多少和快慢无关,故B、C错误;做相同的有用功时,甲的效率低,说明损失的能量多,故D正确.
3.[2020河北石家庄二十二中月考]“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中被广泛采用的一项节能、提高热机功率的技术.它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口.这样做的好处是　　　　(填“增加”或“减少”)排出废气所带走的能量,　　　　(填“提高”或“降低”)内燃机的效率. 
3.【参考答案】　减少　提高【解题思路】　在热机的能量损失中,废气带走了大部分的能量,所以“涡轮增压”利用热机排出的废气带动涡轮旋转,再次利用了废气带走的能量,从而提高了热机的效率.
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比
1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
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
①使燃料充分燃烧。②尽量减少各种热量损失。③注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减少因克服摩擦而额外消耗的能量。
1.中国的货运飞船天舟一号是从海南文昌航天发射中心,由长征七号遥二运载火箭发射升空的,火箭燃料中有液态氢,液态氢常作为燃料,是因为液态氢有 (　　)A.较多的热量B.较大的密度C.较大的比热容D.较大的热值
1.D　【解题思路】　运载火箭采用液态氢作为燃料,是因为液态氢不仅密度小,而且具有较高的热值,故D正确.
2.一杯酒精倒出一半,剩余酒精的质量、密度、比热容和热值的变化情况,下列说法正确的是 (　　)A.质量、密度、比热容和热值不变B.质量变为原来的一半,密度、比热容和热值不变C.质量和密度变为原来的一半,比热容和热值不变D.质量和热值变为原来的一半,密度和比热容不变
2.B　【解题思路】　物质的比热容、热值、密度三个物理量,只与物质的种类和状态有关,一杯酒精倒出一半,则剩下的酒精的比热容、热值、密度不变,质量减半.
3.[2020四川甘孜中考改编]下列关于热值和热机效率的描述,正确的是 (　　)A.使燃料燃烧更充分,可以增大热值B.使燃料燃烧更充分,可以提高热机效率C.燃料燃烧释放的热量越多,热值越大D.热值和热机效率都是定值,与外界条件无关
3.B　【解题思路】　 热值是燃料本身的一种特性,它只与燃料的种类有关,A、C错误;使燃料燃烧更充分,可以增大有效利用的能量,提高热机的效率,故B正确;热值大小取决于燃料的种类,与外界条件无关,而燃料的燃烧情况、能量的损失情况都会影响热机的效率,故D错误.
4.[2020河北承德兴隆期中]干木柴、焦炭、无烟煤的热值如图所示,以下说法不正确的是 (　　) A.都是完全燃烧的情况下,无烟煤放出的热量最多B.都完全燃烧1 kg,干木柴放出的热量最少C.焦炭的热值是3×107 J/kg,完全燃烧2 kg焦炭放出的热量是6×107 JD.焦炭的热值是3×107 J/kg,0.5 kg焦炭的热值也为3×107 J/kg
4.A　【解题思路】　燃料燃烧放出热量的多少还与燃料的质量等有关,只根据热值无法判定放出热量的多少,故A错误;都完全燃烧1 kg,由于干木柴的热值小,根据公式Q=mq可知,干木柴放出的热量最少,故B正确;焦炭的热值是3×107 J/kg,完全燃烧2 kg焦炭放出的热量是Q=mq=2 kg×3×107 J/kg=6×107 J,故C正确;热值的大小与质量无关,焦炭的热值是3×107 J/kg,0.5 kg焦炭的热值也为3×107 J/kg,故D正确.故选A.
5.[2021河北邢台临西月考]为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是 (　　)A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦D.尽量增加热机的工作时间
5.D　【解题思路】　热机效率是指做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,所以使燃料充分燃烧和减少热量的损失都可以提高热机效率,减少废气带走的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失,提高效率,故A、B、C不符合题意;增加热机的工作时间,不能提高热机效率,故D符合题意.
6.一台柴油机中的燃料完全燃烧放出了8×107 J的热量,共计损失了4.8×107 J能量,下列说法错误的是 (　　)A.该柴油机的效率为40%B.用来做有用功的能量为3.2×107 JC.通过科技进步,在未来可以实现能量零损失D.减少机械间的摩擦可以提高热机效率
7.为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值,小明采用如图所示的装置进行实验:他将一定质量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中,点燃它们,分别给装有初温相同、质量均为200 g水的两个相同烧杯加热,直至酒精和碎纸片完全燃烧.    (1)小明设计了一张记录实验数据的表格,其中有一个栏目漏写了,请你在表格中横线上帮他补充完整.