人教版九年级物理上册热机的效率
人教版九年级物理第14章第2节《热机的效率》知识点解析和综合训练
热机的效率热值定义：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg ）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m 3）。
热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积无关。
公式：Q 放＝qm 、Q 放＝qV① Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每千克（J/kg ）；m ——燃料质量——千克（kg ）。
② Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每立方米（J/m 3）；V ——燃料体积——立方米（m 3）。
酒精的热值是3.0×107J/kg ，它表示：1kg 酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 。
煤气的热值是3.9×107J/m 3，它表示：1m 3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J 。
火箭常用液态氢做燃料，是因为：① 液态氢的热值大；② 液态氢的体积小，便于储存和运输。
燃料的有效利用、热机的效率燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。
在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以放出的热量比实际计算出的要少。
另外，放出的热量又很难得到全部有效利用，总会有一部分热量损失。
例如，用蜂窝煤烧水时，热量损失的部分包括：① 未完全燃烧的部分；② 高温烟气带走的热量；③ 被容器、炉具、周围空气等吸收的热量。
有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式：总有用Q Q η ×100% 提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。
常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%第2节 热机效率1. 关于燃料的热值,下列说法正确的是( )A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B. 容易燃烧的燃料的热值一定大C. 煤的热值比干木柴的大,煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多D. 0.5 kg 煤油和1.5 kg 煤油的热值一样大2. 一杯酒精烧掉一半以后,剩下的酒精 ( )A. 热值与比热容都减半B. 热值与比热容都不变C. 热值不变,比热容减半D. 热值减半,比热容不变3. 少数不法商人把一种黑色石头掺在优质煤中高价出售。
人教版九年级物理上册第十四章内能的利用第2节 热机的效率 (共17张PPT)
2.2kg某种燃料完全燃烧，放出热量6.0×107J，则这 种燃料的热值是（ D ）
A．1.2×107J/kg B．1.2×108J/kg C．3.0×108J/kg D．3.0×107J/kg
3. 两台汽油机，甲的效率为35%，乙的效率为25%，这两 个数据表示（ D ）
3．提高热机效率，节约能源，减少污染 （1）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。
课堂小结
课堂检测
1.关于对q=Q/m的理解, 正确的是 （ B ） A．热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 B．热值的大小由燃料本身决定的，与质量和热量
无关 C．热值与燃料的质量成反比，与燃料完全燃烧放
趁热打铁
某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气 完全燃烧放出多少热量？相当于多少kg干木柴完全 燃烧放出的热量？（天然气热值为7.5×107J/m3，干 木柴热值为107J/kg）
解：Q = q气V气=。7.5×107J/m3 ×4m3=3×108J；
mqQ柴1307J1/08kJg3能？
柴薪
石油
煤炭
天然气
一、燃料的热值
1.燃料的分类
草木、煤炭等 石油、酒精、汽油等 煤气、天然气 等
固体燃料 液体燃料 气体燃料
2.影响燃料燃烧放出热量的因素。
想想议议
(1) 5kg的木材和10kg的木材在同样燃烧时放出的热 量是否相同？ 这说明什么？
(2) 相同条件下，1kg木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧 开更多的水？
A．甲机做的功比乙机的多 B．甲机的功率比乙机的大 C．在相同时间内甲机燃烧的汽油较乙机多 D．在消耗相同的汽油时，甲机做的有用功比乙机多
第2节--热机的效率
Q放＝Q吸
m1=Q放/q = 1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.105kg
1．热值 （1）定义
单位质量（体积）某种燃料完全燃烧放出的 热量叫做这种燃料的热值。
（2）计算式
q Q放 m
Q放 mq
m
Q放
（适用于固体、液体燃料）
煤气灶本身也会吸收一部分能量；高 温的烟气带走了一部分能量；一部分能量直 接损失掉了。水吸收的热量只占煤气燃烧放 出热量的一部分。
普通的家用煤炉燃烧无烟煤，燃 烧效率只有15％；普通燃煤锅炉，燃 烧效率约为30％；现代化的锅炉，燃 烧效率可达90％左右。
什么是燃烧效率？ 怎样提高燃料的燃烧效率？
燃料燃烧燃料利用效率
3.提高热机效率的措施：
(1)尽可能减少各种热损失
（保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的 能量）
(2)提高燃料的利用率
（使燃料充分燃烧；设法利用废气的能量） 即：使燃料充分燃烧，改进热机,尽量减小各 种热量损失，机件间保持良好的润滑、减小摩 擦。
因此提高热机效率，可提高燃料的利用率。
下列提高热机效率的方法中，不可行的是 （ D） A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法
表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的 热量为4.9×107J。
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。
人教版物理九年级14.2《热机的效率》教案
人教版物理九年级14.2《热机的效率》教案一. 教材分析《热机的效率》是人教版物理九年级上册第十四章第二节的内容。
本节主要介绍了热机的效率的概念、影响因素以及提高热机效率的途径。
通过本节的学习，学生应能理解热机的效率含义，知道提高热机效率的方法，并能在实际问题中应用。
二. 学情分析九年级的学生已经具备了一定的物理基础，对于能量、功等概念有一定的了解。
但热机效率这一概念较为抽象，需要通过具体的实例和实验来帮助学生理解和掌握。
同时，学生对于实际生活中的热机了解不多，需要通过生活中的实例来引导学生认识热机及其效率。
三. 教学目标1.理解热机的效率概念，知道热机效率的计算方法。
2.了解影响热机效率的因素，掌握提高热机效率的途径。
3.能运用热机效率的知识解决实际问题。
四. 教学重难点1.热机效率的概念及计算。
2.影响热机效率的因素。
3.提高热机效率的方法。
五. 教学方法1.采用问题驱动的教学方法，引导学生通过思考问题来学习热机效率的知识。
2.利用实验和实例，帮助学生直观地理解热机效率的概念和影响因素。
3.采用小组合作的学习方式，培养学生的团队协作能力和解决问题的能力。
六. 教学准备1.教学PPT。
2.热机实验器材。
3.生活实例素材。
七. 教学过程1.导入（5分钟）通过提问方式引导学生回顾能量、功等概念，为新课的学习做好铺垫。
2.呈现（10分钟）利用PPT呈现热机的效率定义、计算公式及影响因素。
结合生活实例，让学生直观地理解热机效率的概念。
3.操练（10分钟）分组进行热机实验，让学生亲自操作，观察实验现象，从而加深对热机效率的理解。
4.巩固（10分钟）通过PPT展示一系列关于热机效率的问题，让学生独立解答，巩固所学知识。
5.拓展（10分钟）引导学生思考如何提高热机效率，讨论降低热机效率的原因，从而掌握提高热机效率的方法。
6.小结（5分钟）对本节课的主要内容进行总结，强调热机效率的概念、影响因素及提高方法。
7.家庭作业（5分钟）布置一道关于热机效率的应用题，让学生课后思考和解答。
14.2热机的效率(复习讲义)(解析版)
人教版 九年级物理上册 第14章 《内能的利用》第2节 热机的效率 讲义（知识点总结+例题讲解）序号 知识点难易程度 例题数 变式题数 合计一 热值 ★★ 4 4 18二 热机的效率★★55一、热值：1.概念：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；2.大小：热值在数值上等于1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量；3.公式：mQ q 放=（或VQ q 放=一般用于气体、液体燃料）（1）其中：m 为燃料的质量，V 为燃料的体积，q 为燃料的热值 （2）公式变形：qm Q =放 （已知热值及燃料质量，求燃烧放出的热）qQ m 放=（已知燃烧放出的热及热值，求燃料的质量）4.单位：焦每千克（符号是J/kg ）。
（1）热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成；（2）在国际单位制中，热量的单位是焦耳（J ），质量的单位是千克（kg ） 5.影响因素：热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类和状态有关， 与燃料的形态、质量、体积等均无关； 6.常见物质的热值：①煤气的热值约为3.9×107J/m 3，物理意义为：体积为1m 3的煤气完全燃烧放出的热量为3.9×107J 。
②焦炭的热值3.0×107J/kg ，物理意义为：质量为1 kg 的煤气完全燃烧放出的热量为3.0×107J。
【例题1】一瓶酒精用去一半后，剩下的酒精( )A.热值不变，比热容减小一半B.热值不变，比热容不变C.热值和比热容都减小一半D.热值减小一半，比热容不变【答案】A【解析】解：A、喷气式飞机是将内能转化为机械能的装置，故A符合题意；BC、洗衣机和电动自行车都是将电能转化为了机械能，故BC不合题意；D、电饭煲是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选：A。
【变式1】现代火箭常用液态氢做燃料，氢的热值是1.4×108J/m3，在完全燃烧一样多的燃料时，可以获得更多的能量。
最新人教版物理九年级上册第十四章第2节 热机的效率
一些燃料的热值 请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。
那么，为什么发射火箭上天要用氢做燃料呢？
自带燃料和氧化剂的火箭
长征五号运载火箭（简称“胖五”）是捆绑四个助推器的 两级半构型火箭，其芯级直径为5米，采用液氢液氧发动机
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？ 氢的热值是1.4×108 J/kg 放出热量 Q = qm =1.4×108 J/kg× 10×103 kg =1.4×1012 J
解：（1）完全燃烧酒精的体积： V酒精＝125mL＝125cm3＝1.25×10﹣4m3， 根据ρ＝ mV可得，酒精的质量： m酒精＝ρ酒精V酒精＝0.8×103kg/m3×1.25×10﹣4m3＝0.1kg， 酒精完全燃烧放出的热量： Q放＝m酒精q＝3.0×107J/kg×0.1kg＝3.0×106J；
2. 关于热机效率，下列说法正确的是 ( C D ) 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
3．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％， 废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机 效率为___3_5_%_____。
例题 某家庭用燃气热水器将质量为100kg、温度为20℃的自来水加热到 50℃，消耗的天然气体积为1m 3（假设天然气完全燃烧）。已知水 的比热容为4.2×10 3J/(kg•℃)，天然气的热值为3.2×10 7J/m 3。求： （1）天然气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）该热水器工作的效率。
练一练
完全燃烧125mL的酒精能放出多少热量（酒精的热值为3.0×107J/kg， 密度为0.8×103kg/m3）？若放出的热值42%被水吸收了，（c水＝ 4.2×103J/（kg•℃）并且水的温度由25℃升高到35℃，求水的质量。
九年级物理上册第14章内能的利用第2节 热机的效率
可以释放出更多的热量。
D．较高的热值
夯实基础逐点练
2．【2018•株洲】木炭的热值为3.4×107 J/kg，它表示1 kg
木炭( D )
燃料完全燃烧放出的热量
A．具有3.4×107 J的热量 与其质量之比，叫做这种
B．具有3.4×107 J的内能 燃料的热值
C．完全燃烧对外做功3.4×107 J
答案呈现
夯实基础逐点练
1．【2017•白银】2016年8月，我国发射了全球首颗量子卫
星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“
墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主
要是因为液态氢具有( D )
A．较小的密度
液态氢具有较高的热值，
B．较大的比热容
完全燃烧相同质量的液态氢，
C．较低的沸点
2 全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球 处于使用状态的汽车数量已突 破10亿辆。每辆汽 车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取 30%。如果能把内燃 机效率提高1%，全球每年 可以节约多少燃油？
解：每辆车每年有效耗油量（用于做有用功的油）：
m1=mn=1.8t×30％=0.54t 若热机效率提高1％,每辆车每年的耗油量： m2=m1/n1=0.54/31％≈1.74t 每辆车每年节约的油：m3=m-m2=1.8t-1.74t =0.06t 全球总节约的油：m总=1010×m3=1010×0.06t=6×108.
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。
第14.2 (课件)热机的效率
Q
放=
Q吸
=
6.72 105 J 40%
=1.68×106J
需要天然气的体积
V
Q放 q
1.68106 J 4.2107 J/m3
=0.04m3
答：(1)水需要吸收 6.72×105J 热量； (2)烧开这壶水需要燃烧 0.04m3 天然气。
例3.判断题：
1、燃料的热值大，完全燃烧释放的热量不一定多（√ ） 2、燃料燃烧越充分，则热值越大（× ）
3、某某种燃料的质量减半，则该燃料的热值、比热容也减
半（ × ）
4、甲的热值大于乙，代表甲燃料的放热能力比乙的强
（√ ）
例 4.2020 年是全面建成小康社会目标实现之年，乡亲们淘汰了柴炉，改用了清洁干净的液 化天然气炉。
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，至少需要燃烧多少千克的焦炭？
Q总(固体、液体) NhomakorabeaQ有qV
(气体)
思考与讨论
1.热机效率为什么总是小于1？ 2.效率的高低代表什么意思？ 3.效率小于1的原因？ 4.如何提高热机的效率？
通常的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改 造的潜力巨大。 提高锅炉效率的措施: （1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。
将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧；
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1．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，用符号__q__表示。热值的单位是__
焦每千克__，符号是__J/kg__。 2．热值是燃料的一种特性，不同燃料的热值一般__不同
__(填“相同”或“不同”)。 3．燃料完全燃烧时的放热公式为Q＝mq。 4．__用来做有用功的那部分能量__与__燃料完全燃烧 时所放出的能量__之比，叫做热机的效率。
知识点1 燃料的热值 1．(益阳中考)下列关于热值的说法正确的是( D )
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 2．(株洲中考)木炭的热值为3.4×107 J/kg，它表示1 k103 J D．7.5×106 J 6．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( D ) 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
7．(西宁中考)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
知识点2 热机的效率 4．一台内燃机工作时，废气带走的能量占总能量的34%， 机械的摩擦和其他损失占总能量的11%，散热损失占总
能量的26%，这台内燃机的效率是( B )
5．若某厂家设计了一台酒精内燃机，且预想该酒精内燃 机的效率为50%，酒精的热值为3.0×107 J/kg，则燃烧 0.05 kg的酒精时，按照预想，该内燃机所做的有用功为
第十四章 内能的利用
14.2 热机的效率
燃料热值的理解
(1)燃料的热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出
的热量。
(2)热值与燃料的种类有关。不同的燃料一般有不同的热
值。
(3)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。1 kg的某种燃料，
只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如
果没有完全燃烧Q ，放出的热量比按热值计算出的热量要
于机械摩擦损失的 9．两台汽油机，甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为 20%，乙的效率为25%，那么甲与乙每小时消耗油量之
比为( B ) A．6∶5 B．15∶8 C．5∶6 D．8∶15 10．(习题变形题)人体像热机一样，也需要消耗能量，例 如一个成人参加一次长跑，身体消耗的能量为6×106 J， 这些能量相当于将60 kg的物体提高__10__km，若这些
A．热值减半，放出的热量减半 B．热值减半，放出的热量不变 C．热值不变，放出的热量减半 D．热值不变，放出的热量不变 【解析】燃料的热值是燃料本身的一种性质，与燃料的 质量、体积等没有关系，不随质量、体积的变化而变化。 由于液体燃料的热值不变，则液体燃料的质量减半后， 由Q放＝mq可知，剩余燃料完全燃烧放出的热量减半。
11．“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜 力。同等条件之下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达 到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的__热值__很大，若 以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的
热量可以使__2_500__kg的水升高40 ℃。[c水＝ 4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气＝4.2×107 J/kg]
12．(郴州中考)标准大气压下完全燃烧0.042 m3的煤气 放出的热量是__1.68×106__J。若50%的热量被水吸收， 能使质量为2.5 kg、初温为25 ℃的水升高__75__℃。[q
煤气＝4.0×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)]
13.(沭阳县期中)港珠澳大桥于2018年10月24日上午9时 正式通车。港珠澳大桥全长55 km，其中珠海口岸至香港 口岸约40 km，设计速度100 km/h，一辆家用轿车按设 计时速从珠海口岸到香港口岸消耗汽油2.1 kg，汽油热值 q＝4.6×107 J/kg，轿车受到的阻力恒为1 000 N。求： (1)家用轿车在这一行驶过程中消耗的汽油若完全燃烧能
一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是( D ) 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 8．(益阳中考)关于热机的效率，下列说法正确的是( A ) A．一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量
C．热机的效率越高说明做功越快 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由
根据Q吸＝ cmΔt可得水c的QΔ吸t质量4.：2×m1水03 9＝J./6（6×kg1＝·07℃J）×46℃
＝500 kg。
(3)因为轿车做匀速直线运动，则轿车克服阻力做功：
m
小。
中m的单位是kg，q的单位是J/kg，Q放的单位是J。气体 燃料热值单位是J/m3，计算热量公式是Q＝qV。
易混点：热值概念的理解 易混点辨析：热值是燃料本身的一种性质，热值的大小 与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是
否完全燃烧均没有关系。
【例】现有一瓶液体燃料，若倒掉一半后完全燃烧，则 ()
木炭( D ) 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 J D．完全燃烧放出热量3.4×107 J 3．(黑龙江中考)一个成年人参加一次长跑，身体消耗的 能量为6.6×106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg的 干木柴才能得到，则干木柴的热值为__1.2×107__J/kg， 干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将__不变__(填 “变大”“变小”或“不变”)。
放出多少热量？ (2)这些汽油完全燃烧放出的热量如果都被水吸收，可使
常温下的多少质量的水温度升高46 ℃？ (3)轿车在这一行驶过程中消耗汽油最终克服阻力做功的
解；(1)2.1 kg汽油完全燃烧能放出的热量为：
Q放＝mq＝2.1 kg×4.6×107 J/kg＝9.66×107 J。
(2)由题知，Q吸＝Q放＝9.66×107 J；