初中物理热机的效率
初中物理人教九年级全一册第十四章内能的利用热机效率的计算PPT
计算燃料完全燃烧放出热量：Q放=mq。
η=
W有 Q放
P= W t
解: 王老师开车回家所需要的时间为: t = s =1150s v
王老师开车回家所需要的机械能为:
W=Pt= 4×104W×1150s=4.6×107J
则需要汽油放出的热量：
Q放 =
W η
=2.3×108J
则需要消耗汽油的质量为：
m = Q放 = 5kຫໍສະໝຸດ q热机效率计算公式： η =
W有 Q放
η = Q吸 Q放
其中：WQ有放指指用燃来料做完有全用燃功烧的释能放量出；的能量
燃料燃烧所释放内能的两种利用方式
利用内能加热物体
天然气烧水（能量的转移）
利用内能做功 燃料燃烧驱动汽车行驶（能量的转化）
例1.（2018·德州）在一个标准大气压下，用炉子 将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg的 焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，焦 炭的热值为3.0×107J/kg。求:炉子烧水的效率。
放
（3）热水器的效率：
η = Q吸 Q放
3.36×106J = 1.5×107J
=22.4％
例2．王老师上班的学校离家有23公里，已知汽车 内燃机的效率为20%，汽车的功率为40kW。如果 不考虑热机其它的能量损失，王老师以72km/h的 车速从学校向家匀速沿直线行驶，需要消耗汽油的 质量为多少?（汽油的热值为4.6×107J/kg)
η = Q吸 Q放
(1)计算焦炭完全燃烧放出的热量：Q放=mq。
(2)计算水升温吸收的热量的公式：Q吸=cmΔt。
解:（1）水吸收的热量为：
Q =C mΔt
=吸4.2×水103J/(kg·℃)×10kg×（100℃-20℃ ) =3.36×106J
初中物理人教版九年级全册1热机的效率课件
热机效率
定义： 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。
公式：
提高热机效率的途径： （1）提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； （2）改进热机，减少各种能量损失； （3）利用废气的能量%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
有关热值的概念，下列说法中正确的是（ ）
A、燃料完全燃烧时，它的热值最大 B、没有燃烧的燃料，热值等于零 C、燃料燃烧时放出的热量越多，热值就越大 D、燃料的热值与燃烧情况无关
一箱汽油用去一半，剩下的汽油（ B ）
A、比热容和热值均减半 B、比热容和热值都不变 C、比热容减半，热值不变 D、比热容不变，热值减半
需要干木柴： 约120吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
在内燃机中燃料是否能完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪去了？
我们在用煤气烧水的时候,煤气能否充分燃烧,煤气燃烧放 出的热量能否都被水吸取?若不能,则没有被吸取的热量都 去哪里了呢?
答:不能充分燃烧,且热量不能都被水吸取;没有被水吸取的 热量的去向有以下三种情况:一是没有完全燃烧;二是周围 的空气吸取了热量;三是装水的锅也会吸取热量.
提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出一个回答问题的提 纲，不必展开陈说。
天燃气灶烧水，燃烧0.5 的天然气，使100kg的水从20℃的水加 热到70℃，天然气的热值为q=7× J/ （1）0.5 的天然气完全燃烧放出的热量？ （2）水吸取的热量 （3）天然气灶的效率
热机的效率
知识回顾
1、内燃机分 汽油机 和柴油机 。
2、内燃机四个冲程： 吸气冲程 紧缩冲程→ 机械能转化为内能 做功冲程→ 内能转化为机械能 排气冲程
初中九年级物理：14-2热机的效率知识点
热机的效率
1.燃料的热值
①用q表示，是完全燃烧放出的热量与质量之比
②表示每千克或每立方米的这种燃料完全燃烧后放出热量的多少
③单位
⏹J/kg：固体(煤、柴)、液体(汽油、酒精)燃料的单位是J/kg读焦每千克
⏹或J/m3：气体燃料(管道煤气、沼气)的单位是J/ m3读焦每立方米
2.燃烧放热的计算公式
①Q放＝qm（热值以kg为单位时）
②或Q放＝qv（热值以立方米为单位时）
3.热效率的定义
①由于燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分的能量散失了，
所以存在热效率
②用η表示，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，是小于1
的百分数
③计算公式：η＝Q吸/Q放
4.常见的热效率
①蒸汽机效率：6-15%
②汽油机效率：20-30%（汽油燃点低，所以压缩比不能太高，所以效率低）
③柴油机效率：30-45%（压缩比相对汽油机要高，所以效率比汽油机高）
④石油气炉效率:50-60%
5. 提高效率的方法有
①改善燃料（将煤磨碎，使其与氧气充分接触；使用高品质汽油等）
②减少损耗（使机器转动部件保持润滑；将火力发电厂的废热用来取暖）。
热机的效率公式
热机的效率公式
热机的效率公式
热机效率公式：η=Q有/Q放×100%。
热机是利用内能来做功的机器。
热力学
定律的发现与提高热机效率的研究有密切关系。
一、热机效率公式是什么
是指热机工作部分中转变为机械功的热量和工质从发热器得到的热量的比。
如果用ηt表示，则有ηt=W/Q1=(Q1-Q2)/Q1=1-Q2/Q1。
从式中很明显地看出Q1越大，Q2越小，热效率越高，这是热机效率中的主
要部分，它表明了热机中热量的利用程度。
热机的机械效率是指推动机轴做功所需的热量和热机工作过程中转变为机械功的热量的比，如果用ηm表示，则有ηm=Q3/(Q1-Q2)等。
热机效率公式应为η=Q有/Q放×100%
二、热机介绍
热机在人类生活中发挥着重要的作用。
现代化的交通运输工具都靠它提供动力。
热机的应用和发展推动了社会的快速发展，也不可避免地损失部分能量，并对环境造成一定程度的污染。
热机是利用内能来做功的机器。
热机的工作原理：由内能通过做功转化为机械能(例：酒精燃烧，化学能转化
为内能，热量传给水，水沸腾后将瓶塞顶出去，水蒸气的一部分内能转化为瓶塞的机械能。
)。
14.2热机的效率初中物理人教版九年级全册
第2节 热机的效率01 知识管理1．燃料的热值(1)我们把某种燃料____燃烧放出的热量与其质量____，叫做这种燃料的热值．热值的单位是____，气体燃料热值的单位是____．热值表示燃料在完全燃烧时把化学能转化为内能的本领大小．(2)燃料完全燃烧放热的计算公式：Q 放＝ ． 2．热机的效率(1)热机工作时，用来做____的那部分能量，与燃料 放出的能量之比，叫做热机的效率．热机效率的计算公式：η＝(2)设计和制造热机时，要不断改革和创新，以减少各种能量____．在热机的能量损失中，____带走的能量最多． 02 基础题知识点1 燃料的热值1．木炭的热值为3.4×107 J/kg ，它表示1 kg 木炭( )A ．具有3.4×107 J 的热量B ．具有3.4×107 J 的内能C ．完全燃烧对外做功3.4×107 JD ．完全燃烧放出热量3.4×107 J2．列关于热值的说法正确的是( )A ．2 kg 煤的热值大于1 kg 煤的热值B ．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C ．燃料燃烧不完全时热值变小D ．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关3．质量为5 kg 的汽油，用去一半后，剩下的汽油( )A ．密度、比热容、热值都变为原来的一半B ．密度不变，比热容、热值变为原来的一半C ．密度、比热容变为原来的一半，热值不变D ．密度、比热容、热值都不变4．合理分类和利用垃圾可以变废为宝，在一定条件下，1吨垃圾能榨出170 kg 燃料油，若燃料油的热值为4.0×107 J/kg ，则这些燃料油完全燃烧释放出的热量为 J ，燃烧时燃料油的化学能转化为____能．5．成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为6.6×106 J ，这些能量需要完全燃烧0.55 kg 的干木柴才能得到，则干木柴的热值为 J/kg ；干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将____(填“变大”“变小”或“不变”)．6．根据下表列出的四种燃料的热值(单位：J/kg)，回答下列问题：酒精 柴油 煤油 氢3.0×1074.3×107 4.6×107 1.4×108(1)质量相等的四种燃料完全燃烧后，放出热量最少的是____，选用____作为卫星运载火箭的燃料较好．(2)完全燃烧____kg 煤油放出的热量为9.2×107 J.知识点2 热机的效率7．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示( )A ．甲内燃机做功多B ．甲燃料的热值比乙燃料的热值大C ．工作时间相同，甲耗油较少D ．甲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较大8．如图所示为内燃机的能量流向图，热机的效率(η)等于( )A.E 1E 4×100% B.E 4E 1×100% C.E 3＋E 4E 1×100% D.E 4E 1＋E 2＋E 3＋E 4＋E 5×100% 9．一台柴油机的热机效率为25%，表示的意义是 的那部分能量，与燃料 __的能量之比为25%.用这台柴油机工作时，完全燃烧2 kg 的柴油可做有用功 J ．(柴油的热值为4.3×107 J/kg)10．热机效率是热机性能的一个重要指标．有一热机，若一部分燃料完全燃烧时，放出的能量为8×103 J ，其中用来做有用功的那部分能量为3×103 J ，该热机的效率是 ．【易错点：提高热机效率的措施】11．为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是( )A．尽量使燃料充分燃烧B．尽量减少热机部件间的摩擦C．尽量减少废气带走的热量D．尽量增加热机的工作时间12．如图所示是完全燃烧A、B两种燃料的质量与放出热量的关系图象，由图象可知，A、B两种燃料的热值大小关系是( )A．q A＜q B B．q A＝q B C．q A＞q B D．无法比较13．小明测试了自己家中分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为木柴约100 kg，烟煤约40 kg，液化石油气约15 kg，煤气约30 kg，这四种燃料中哪种燃料的热值最高( )A．木柴B．烟煤C．液化石油气D．煤气14．古语道：“人要实，火要虚．”此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺．“火要虚”的目的是( )A．增大可燃物的热值B．降低可燃物的着火点C．能使可燃物完全燃烧D．提高了可燃物的利用率15．有甲、乙两台汽油机，它们的功率之比是2∶1，它们的热机效率之比是5∶4，那么在相同的时间里，它们所消耗的汽油的质量之比是____．16．“可燃冰”作为新能源，有着巨大的开发使用潜力．在同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达煤气的数十倍，说明“可燃冰”的____大．若“可燃冰”的热值为1.4×1010 J/m3，2 m3的“可燃冰”完全燃烧后可放出的热量为J．若这些热量60%被水吸收，可以将_ kg水从0 ℃加热到100 ℃.[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]17.某物理兴趣小组的同学，用2kg的煤炉给100kg的水加热，发现这些煤完全燃烧也只让水温升高了60℃，则这些煤完全燃烧产生的热量是___________J，煤炉烧水时的热效率是___________%。
初中物理之热机的效率
热机的效率
热机的效率
热值：反映燃料完全燃烧时放热本领的大小
理想状态
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
在生活中，燃料很难完全燃烧
Q实际＜Q放
Q有效＜Q实际
燃料不能 完全燃烧
金属散热 克服摩擦力做功
做有用功
废气带走 大量的热量
热机的效率
做有用功的能量 热机的效率 =
燃料完全燃烧放出的能量
η=
Q有用
×100%
Q
放
热机在工作过程中有能量损失 Q有用＜Q放
η＜1
常见的热机效率
热机的效率
热机的效率越高，在做功相同的情况下，消耗的燃料就越少
提高热机效率途径
1.使燃料更加充分地燃烧
热机的效率
加大与氧气的接触面积
2.在设计和制造热机时，不断地改进和创新，以减少各种能量的损失 3.在各零件上涂上润滑油，减少机械间摩擦所损失的能量
4.设法利用废气的能量，提高燃料的利用率
燃料的热值
例1. 关于热机的效率，下列说法正确的是（ C ）
A．热机做的有用功越多，效率就一定越高 B．热机的功率越大，效率就一定越高 C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且保证良好的润滑 D．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
燃料的热值 η = 37.5%
பைடு நூலகம்
燃料的热值
燃料的热值
谢谢观看
14.2热机的效率(人教版)
10 J
100%=45%
(3) 该热水器烧水的效率为 QQ 100%= 1.26
2. 8 10 J
答：(1) 天然气完全燃烧放出的热量为2.8×107J；
入数值时，注意各物理量的单位要统一。
变
式
2. （2022·全国·九年级专题练习）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，
我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭。设天然气热值为4.2×107J/kg，完全
燃烧0.5kg天然气放出的热量为______J；若这些热量全部被100kg、30℃的水吸收，
,水的质量 m ct 4.2 103 J（
/ kg C） 20 C
。
解题技巧
热值的计算
1.正确理解热值的概念，审清热值的单位，从而正确选择燃料完全燃烧释放
热量的公式。
2.认真审题，挖掘题目中的隐含条件，建立等量关系。
3.建立等量关系后，得出待求量的表达式，然后带入数值进行计算，在代
意义及其单位；
02 能计算燃料完全燃烧放出的热量；
03 能说出热机工作时燃料燃烧释放能量的主要流向，知道什么
是热机效率，知道如何提高热机效率 。
知识点 1
1.燃料分类
燃料的热值
化学能转化为内能
气体燃料
天然气
液体燃料
汽油、煤油、柴油、
液化气、酒精
固体燃料
木材、煤炭
探究思考
相同质量的不同燃料，燃烧时放出的
1.热值是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体
积、燃烧情况等均无关。
《第十四章 第2节 热机的效率》教学设计教学反思-2023-2024学年初中物理人教版九年级全一册
《热机的效率》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解热机的观点和原理。
2. 掌握热机的效率及其影响因素。
3. 学会应用热机效率原理解决实际问题。
二、教学重难点1. 教学重点：掌握热机的效率及其影响因素，理解热机的原理。
2. 教学难点：如何应用热机效率原理解决实际问题。
三、教学准备1. 准备教学PPT，包括热机图片、原理图、效率图等。
2. 准备实验器械，包括热机模型、温度计、计时器等。
3. 准备相关视频和案例，帮助学生理解热机效率原理。
4. 设计一些练习题，用于学生实践应用。
四、教学过程：本节课的教学目标是让学生理解热机的效率的观点，掌握提高热机效率的方法，并能够在实际生活中应用。
教学过程分为以下几个环节：1. 引入环节：起首通过一些实际生活中的热机应用案例，让学生了解热机的重要性和广泛性。
然后通过设问，引导学生思考热机效率的影响因素和重要性。
2. 探究环节：通过实验，让学生观察热机的能量转化过程，理解热机的效率观点。
实验中可以应用一台真实的发动机模型，让学生观察其能量转化过程，并通过数据记录和计算，得出热机的效率。
3. 讲解环节：讲解提高热机效率的方法，如改善燃烧过程、减少摩擦损失、选择合适的发动机材料等。
可以通过PPT和视频资料进行展示和讲解，同时引导学生思考如何在自己的生活中应用这些方法。
4. 实践环节：组织学生进行小组活动，模拟设计和测试提高热机效率的方案。
学生可以选择不同的热机设备，如汽车、柴油机等，设计并实施提高其效率的方案。
教师在此过程中进行指导和答疑。
5. 总结环节：每个小组展示他们的效果，分享他们在设计和实施方案过程中的经验和教训。
教师对每个小组的表现进行点评和总结，强调热机效率的重要性，并鼓励学生在实际生活中应用所学知识。
6. 作业安置：要求学生课后思考如何将热机效率的观点应用到其他领域，如能源利用、环境珍爱等，并进行初步的方案设计。
教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解热机的效率的观点和计算方法。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
14.2 热机的效率
教学目标
【知识与能力】
1.知道什么是燃料的热值及其单位的意义,会查燃料热值表。
2.会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
3.知道热机的效率。
4.了解提高效率的途径。
【过程与方法】
通过与机械效率的对比了解热机的效率，知道机械效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值。
【情感态度价值观】
了解热机的使用对社会的贡献和带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。
教学重难点
【教学重点】
掌握热值的概念和单位、根据热值的定义计算燃料燃烧时放出的热量。
【教学难点】
理解热机效率。
教学过程
情境导入
多媒体播放视频:神舟系列火箭发射。
问题：为什么发射火箭上天要用氢做燃料？用汽油、柴油做火箭燃料可以吗？这节课我们就来研究这个问题。
一、燃料的热值
◆探究活动1：日常生活中常用到的燃料有哪些？
分析燃料燃烧过程
中的能量转化：
燃料燃烧的过程是
化学能转变为内能
的过程。
◆探究活动2：燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。
1.燃料的热
值
（1）定义：
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。
定义式：
Q
q
m =。
（2）物理意义：干木柴的热值是1.2×107J/kg，其物理意义为1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107J。
（3）热值的单位：焦每千克(J/kg)。
（4）说明——气体燃料的热值
对某些气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，叫做这种气体燃料的热值，其定义式为Q
q
V
=，热值在数值上等于在标准状态下1 m3的燃料完全燃烧放出的热量，单位为焦每立方米；符号：J/m3。
2．了解燃料的热值表
-1
干木柴(约)1.2×107柴油 4.3×107
烟煤(约)2.9×107煤油 4.6×107
无烟煤(约)3.4×107汽油 4.6×107
焦炭 3.0×107氢 1.4×108
木炭 3.4×107煤气/(J·m-3) 约3.9×107
酒精 3.0×107沼气/(J·m-3) 约1.9×107
问题1
回答1：氢的热值是1.4×108 J/kg；其物理意义是：1 kg的氢完全燃烧放出的热量是1.4×108 J。
问题2：汽油的热值是多少?其物理意义是什么?
回答2：汽油的热值是4.6×107 J/kg；其物理意义是：1 kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107 J。
热值是物质本身的一种性质,它与物体的质量、形状、体积、位置、温度、吸收或放出热量的多少等因素都无关，是反映燃料优劣的重要指标。
不同物质的热值一般不同，所以热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与形态、质量、体积无关。
3．有关燃料燃烧放热的计算
燃料放出热量的公式：Q ＝mq 或Q ＝Vq 。
二、热机的效率 ◆探究活动3： 讨论交流：
热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
1．定义：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。
（） 2．公式：
η=放有
Q W ×100%
3．说明：
(1)热机的效率是热机性能的重要指标； (2)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% ◆探究活动4：怎样提高热机的效率？ 使燃料充分燃烧；
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术。
4.提高热机效率的途径
（1）提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； （2）改进热机，减少各种能量损失； （3）充分利用废气的能量；
（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
板书设计
热机的效率 一、燃料的热值
定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
单位：J/kg 或J/m 3
公式：Q 放＝mq 或Q 放＝Vq 二、热机的效率
定义：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。
公式：η＝Q 有用
Q 总。
J
J
Q Q 661052.2%501026.1⨯=⨯==η吸放提高燃料利用率的重要措施 随堂练习
1．煤油的热值是4.6×107J/kg ，将质量4 kg 的煤油完全燃烧放出的热量是 1.84×108
J,
如果将煤油倒掉一半,它的热值为4.6×107
J/kg 。
2．关于燃料和燃料的热值，以下说法正确的是（ A ） A ．燃料的热值与燃料的燃烧情况无关 B ．容易燃烧的燃料，热值一定大
C ．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D ．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
3．关于热机的效率，下列说法中正确的是（ C ） 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
4.小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.2×107J ／m 3
，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg ，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？
解：在一个标准大气压下，水吸收的热量 Q 吸=cm （t ﹣t 0）
=4.2×103
J/（kg•℃）×4 kg×（100 ℃﹣25 ℃）
=1.26×106
J 。
天然气完全燃烧放出的热量：
3
3
7606.0/102.41052.2q m m J J Q V =⨯⨯==放
烧开这壶水需要天然气的体积：。