人教版九年级全册第十四章 内能的利用第2节 热机的效率导学案

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新旧衔接
1. 如图所示是在燃气灶上做饭的场景，在厨房中我们可以通过燃烧燃气的方法获取______。列举两个你知道的燃料：______________________。
2. 站在烧水的火炉旁边，我们会感觉到热，这是因为燃料燃烧放出的热量________(填“有”或“没有”)完全被水吸收。
3. 思考：为什么燃烧相同质量的不同燃料，放出来的热量不一样多？
答： ____________________________________________________________。
4. (1)有用功：对我们有用的功，________要做的功。
(2)额外功：对我们没有用，但又__________________的功。
(3)总功：________功和________功之和。
预学新知
1. 某种燃料完全燃烧放出的________与其________之比，叫这种燃料的________值。热值是燃料本身的________。热值的单位是________(或焦每立方米)，符号是________(或J/m3)。
2. 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________，叫做热机效率。
3. 热机的效率是热机性能的重要指标，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更________(填“多”或“少”)的燃料，从而节约能源，减少污染。
素养目标
1.(难点)从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。
2. (重点)能简单计算燃料燃烧放出的热量。
3. 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。
课堂任务1 燃料的热值
1.燃料
(1)种类：在木柴、酒精、煤、煤气、木炭、汽油、氢气、柴油、天然气等这些燃料中，属于固体燃料的是__________________，属于液体燃料的是____________________，属于气体燃料的是________________________。
(2)燃烧时的能量转化：燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的________能转化为________能。
2. 比较不同燃料的放热能力
为了探究煤油和菜籽油的放热能力，某小组组装了如图所示两套规格完全相同的实验装置，记录的实验数据如下表。
eq \a\vs4\al()
(1)在安装、调整实验器材时，应先调整、固定(图甲中)________(填“A”或“B”)的位置。
(2)为了保证实验结论的可靠性，小明在实验中应控制煤油和菜籽油的________相同、水的初温和________相同。
(3)通过比较____________________可判断燃料放热的多少，这种实验方法叫做________。
(4)根据表中数据可得出结论：质量相同的煤油和菜籽油，________燃烧放出的热量多，即放热能力强。
3. 燃料的热值
(1)定义及符号：某种燃料____________放出的热量与其________之比，叫做这种燃料的热值。热值用符号________表示。
(2)单位：固体和液体燃料的热值单位是________，气体燃料的热值单位通常是________。
(3)燃料完全燃烧放出热量的计算
①固体和液体燃料完全燃烧放出的热量：Q＝________，式中m的单位为________，q的单位为________，Q的单位为J。
②气体燃料完全燃烧放出的热量：Q＝________，式中V的单位为________，q的单位为________，Q的单位为J。
下列关于煤的热值的说法中，正确的是( )
A. 2 kg煤的热值大于1 kg煤的热值
B. 煤不完全燃烧时，煤的热值变小
C. 炉子里烧掉的煤越多，煤的热值越大
D. 通过粉碎使煤块变成煤粉，煤的热值不变
变式 邵阳中考2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭搭载神舟十六号载人飞船成功发射(如图)。火箭使用一种叫做偏二甲肼的液体燃料，是因为该燃料具有较大的( )
A. 热值 B. 比热容 C. 密度 D. 体积
变式2某燃气热水器使用天然气作为燃料，若一次使用中消耗掉0.02 m3的天然气，则这些天然气完全燃烧放出的热量为________J(q天然气＝3.2×107 J/m3)。如果这些热量全部被水吸收，则水的内能________(填“增大”“不变”或“减小”)。
易错提醒 1.热值是燃料本身的一种特性，它与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等无关。质量相同的情况下，燃料的热值越大，完全燃烧放出的热量越多。2.只有燃料完全燃烧时，计算放出的热量才能用公式Q放＝qm或Q放＝qV，不要与物体温度降低时的放热公式Q放＝cm(t0－t)混淆。
课堂任务2 热机的效率
1.定义：用来做____________的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之________，叫做热机的效率。
2. 公式：η＝eq \f(Q吸,Q放)×100%或η＝eq \f(W有用,Q放)×100%
注意：因为热机在工作过程中总是有能量损失，所以热机的效率总是________(填“大于”或“小于”)100%。
3. 在热机的能量损失中，________带走的能量最多。设法利用________的能量，是提高燃料利用率的重要措施。热机的广泛使用会污染________。
如图所示是某款汽车的能量转化示意图，则该汽车的效率是( )
A. 7% B. 30% C. 33% D. 40%
变式3为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中能提高热机效率的是( )
A. 尽量减少热机部件间的摩擦 B. 尽量增加热机的工作时间
C. 尽量燃烧一些热值大的燃料 D. 尽量增加所用燃料的质量
变式42023日照中考2023年5月28日，C919大型客机进行首次商业载客飞行，飞机的发动机选用航空煤油作为燃料，假如航空煤油的热值为4.6×107 J/kg，完全燃烧50 kg航空煤油放出的热量为________J。某集团生产的某型号农用拖拉机，为提高发动机的效率需要在________冲程让燃料充分燃烧。
变式5一辆汽车以20 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶了3 km，受到的阻力为1 200 N，燃烧了0.3 kg汽油。求：(汽油的热值q＝4.6×107 J/kg)
(1)牵引力做的功。
(2)这些汽油完全燃烧放出的热量。
(3)发动机的效率(保留1位小数)。
燃料
加热前水温/℃
燃料燃尽后水温/℃
煤油
25
44
菜籽油
25
34