14.2 热机的效率
14.2 热机的效率(原卷版)-2024-2025学年九年级物理全一册学优生重难点易错题精练(人教版
14.2 热机的效率同步易错题集一、热值1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与的其质量之比，叫做这种燃料的热值。
用符号“q”表示。
2、定义式：mqQ=，燃料完全燃烧放出的热量）单位：（此时热值放kg/qqm JQ=，气体燃料燃烧常用qV=放Q）单位：（此时热值3m/q J3、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、是否完全燃烧等均无关。
4、燃料燃烧过程：化学能转化为内能。
二、热机效率1、定义：热机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：%100⨯=总有QWη，因为热机在工作过程中总是有能量损失，所以1<η。
3、热机的能量流图4、提高热机效率的主要途径（1）使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。
（2）尽量减小各种热散失。
（3）减小各部件间的摩擦，保持良好润滑，以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。
（4）充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。
一、选择题（共12小题）1．（2023•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（）高频考点易错题集A．热值B．比热容C．密度D．体积2．（2022•滨州中考）关于内能和内能的利用，下列说法中正确的是（）A．5月的街头，杨花飞絮随风舞，好似雪花满天飞，说明分子在不停地做热运动B．新能源汽车实现了“零排放”，其效率达到了100%C．我国“长征五号B”大型运载火箭使用氢作燃料，是因为氢的密度小D．内燃机的压缩冲程，主要通过做功的方式增大汽缸内物质的内能3．（2023•长沙中考）砖的制作工艺流传数千年，从晒制到烧制，从青砖到红砖，小小的砖块见证了人类迈向文明的历程，下列说法正确的是（）A．晒制泥坯时，泥坯温度越高含有的热量越多B．高温烧制时，通过热传递的方式改变砖块的内能C．烧制红砖时，燃料燃烧越充分，其热值越大D．在质地均匀的砖上雕刻花纹，砖的密度变小4．（2022•宜昌中考）关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（）A．没有燃烧的燃料，热值等于零B．燃料完全燃烧时，它的热值最大C．燃料的热值与质量和燃烧状态无关D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多5．（2023•随州中考）汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。
14.2 热机的效率 教学设计
14.2 热机的效率教学设计一、课标要求与分析本节课属于一级主题能量的二级主题中的第三个内容内能和第五个内容能量守恒，课标要求1、从能量转化的角度认识燃料的热值。
课标分析：行为动词：认识；维度目标：认知性目标；学习水平：认识；其它重要信息：从能量转化的角度；完成内容：燃料的热值。
课标要求2、从能量转化的角度认识效率。
课标分析：行为动词：认识；维度目标：认知性目标；学习水平：认识；其它重要信息：从能量转化的角度；完成内容：效率；二、教材解析过去：学习内燃机知识后，在已经学习过机械效率的基础上对效率进一步的学习现在：通过本节课的学习，使学生认识到内燃机工作时，燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用，对内能的利用有一个更全面的认识。
未来：增强学生的环保意识，使学生养成热爱科学，热爱大自然的伟大情操。
三、学情分析优势：学生在八年级学习机械效率的基础上，对效率有了初步的认识，为这节课的学习打下了良好的基础。
劣势：本节课的知识中有热值这一慨念，学生理解起来会有一定的难度，这就需要教师的积极引导四、重、难点根据课标要求：从能量转化的角度认识燃料的热值，从能量转化的角度认识效率和教材特点：教材中未直接给出燃料完全燃烧的计算，是让学生在理解热值概念的基础上，推导出公式，只要求简单的利用公式计算。
因此我确立本节的重点为：燃料热值的概念和理解，热机的效率。
根据课标要求：从能量转化的角度认识燃料的热值，从能量转化的角度认识效率和学情劣势：学生在日常的生活中对热机效率的问题比较陌生。
因此我确立本节课的教学难点为：对热机效率的理解五、学习目标1、知道燃料的热值及单位、物理意义。
2、会应用热值的概念进行简单的燃烧放热的计算。
3、了解热机效率的含义，了解热机热量的损失以及提高效率的主要途径。
六、教学流程教学流程教学内容教师活动学生活动设计意图引入无论是烧菜做饭还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭都离不开燃料。
那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少？它们的利用率高吗？学生思考从学生熟悉的燃料作为导入，并结合图片，激发学生的学习兴趣新课教学目标导学出示学习目标阅读、聆听明确学习目标，增强课堂有效性燃料的分类每个小组派一名代表说出生活中常见的燃料都有哪些，并对燃料进行分类。
14.2热机效率(解析版)-2024-2025学年九年级物理题型(人教版)
14.2 热机效率（解析版）本节学习目标1.知道热值的概念；2.会进行热值的简单计算；3.了解热机效率的概念以及提高热机效率的途径；4.会进行热机效率的简单计算。
要点一 热值及其相关计算热值（q ）：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg 。
（1）燃料燃烧放出热量：Q 放 ＝qm ；（Q 放 是燃料放出的热量，单位是J ；q 是热值，单位是J/kg ；m 是质量，单位是kg 。
）对于热值的概念，要注重理解三个关键词：“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。
1kg 是指燃料的质量，如果燃料的质量不是1kg ，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg 燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。
（2）热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小；也就是说，它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、体积等均无关。
【要点诠释】（1）燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关：①燃料的种类；②燃料的质量；③燃料是否充分燃烧。
（2）燃料完全燃烧放出热量的计算公式：q Q m =，其中m 为燃料的质量，q 为燃料的热值。
【例】（2023·龙东）某单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min ，则该汽油机每分钟做功__________次。
如果完全燃烧500g 汽油放出的热量是__________J 。
（汽油的热值是4.6´107J/kg ）【答案】①. 1500；②. 2.3´107。
【解析】[1]四冲程汽油机的飞轮转速为3000r/min,即汽油机飞轮每分钟转3000圈，由于四冲程汽油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮中曲轴转2圈，对外做功1次，所以该汽油机每分钟做功1500次。
[2]完全燃烧500g 汽油放出的热量为-37750010kg 4.610J/kg=2.310J Q mq ==´´´´放。
14.2热机的效率---详细知识点、经典例题、习题
三、练习B
1、甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则（）
A.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
（2）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。
（3）热值只与燃料的种类有关，与形态、质量、体积、是否完全燃烧以及放出热量多少等无关。
4、公式与单位
Q放=Vq或Q放=mq，（）自己分析单位。
（二）热机效率
1、定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2、公式：η=Q有用/Q总×100%
3、热机效率小于1。
课题
热机的效率
教学目标
（1）知道热机的效率；（2）了解提高效率的途径；
重点、难点
计算热机的效率
教学内容
一、知识点燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比。
2、物理意义：
表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。
3、理解：
（1）热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，化学能转化为内能本领的大小。
B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
2、煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )
A.煤比干木柴含有的热量多一些
B.烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C.烧煤比烧干木烧产生的热量多一些
D.要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
2、关于热机错误的说法是（）
A.利用内能来做功的机器叫热机
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。
14.2《热机的效率》课件
热机的效率
从哪里获得内能？
柴薪 石油
煤炭
天然气
一、燃料的热值
想想议议
不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁 的放热本领强呢？
经验告诉我们，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。
1．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。符号：q （2）物理意义
计算公式： Q=mq或Q=vq m---质量---kg v---体积---m3 q---热值---J/kg Q---热量---J
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q=1.4×108 J/kg 放出热量Q = mq =10×103 kg×1.4×108 J/kg =1.4×1012 J 再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热 量，需要多少吨干木柴？ 干木柴的热值q=1.2×107 J/kg
热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出 的热量。即：q=Q/m 或 q=Q/v
（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。
2．了解燃料的热值表
请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意 义。
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？
练一练
8、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从 20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2x103 J/(kg.℃), 煤气的热值为4.2x10 7 J/kg.求： （1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量； （2）水吸收的热量； （3）燃气灶烧水的效率。 解：（1）Q放=mq=0.5kgx4.2x10 7J/kg=2.1x10 7J （2）水吸收的热量： Q吸=cm(t-t0)=4.2x10 3J/(kg.℃)x50kgx(70-20)℃ =1.05x10 7J （3）燃气灶的效率： ŋ=Q吸/Q放=1.05x10 7J/2.1x10 7J=50%
热机的效率九年级物理上册(人教版)第14.2优秀教学案例
（一）导入新课
1.利用生活实例引入热机效率的概念，如汽车、空调等。
2.引导学生关注能源利用问题，激发他们对提高热机效率的兴趣。
3.通过展示能源利用的图片或数据，让学生了解能源浪费的严重性。
在导入新课时，我们利用生活实例引入热机效率的概念，让学生在具体的情境中感受和理解热机效率的重要性。同时，引导学生关注能源利用问题，激发他们对提高热机效率的兴趣。通过展示能源利用的图片或数据，让学生了解能源浪费的严重性，从而引出提高热机效率的必要性。
（三）小组合作
1.将学生分成小组，每组选择一个热机效率相关的话题进行研究。
2.引导学生进行小组讨论、实验探究等活动，培养他们的团队合作意识和科学探究能力。
3.组织小组展示和交流，让学生分享研究成果，提高他们的表达能力和交流能力。
在小组合作中，我们将学生分成小组，让他们选择热机效率相关的话题进行研究。通过小组讨论、实验探究等活动，培养学生的团队合作意识和科学探究能力。同时，组织小组展示和交流，让学生分享研究成果，提高他们的表达能力和交流能力。
三、教学策略
（一）情景创设
1.利用生活中的实例，如汽车、空调等，引导学生关注热机效率的概念。
2.通过展示能源利用的图片或数据，让学生了解能源浪费的严重性，从而引出提高热机效率的重要性。
3.创设实验情境，如热机实验、能量转换实验等，让学生亲身体验和感受热机效率的实质。
在情景创设中，我们注重联系生活实际，让学生在具体的情境中感受和理解热机效率的概念。通过展示能源利用的图片或数据，引导学生关注能源浪费问题，激发他们对提高热机效率的兴趣。同时，创设实验情境，让学生亲身体验和感受热机效率的实质，增强他们的实践能力。
（二）过程与方法
14.2热机的效率考点方法及学习要点
注 意1、某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质
量之比叫做这种燃料的热值； 2、热值的单位是“焦／千克”，符号是“J/kg”，气体 燃料的热值单位通常用“J/m3”。如果用m 表示完全 燃烧燃料的质量，用Q 表示该种燃料的热值，用q表 示燃料完全燃烧时所放出的热量，则有Q放=mq，注 意计算时必须对应的单位； 3、热值也是物质固有的属性。
2、提高热机效率的途径：
（1）燃料尽可能充分燃烧。 （2）尽量减少各类能量损 失 （。3）在热机的设计和制造上，采用先进技术。 （4）使用时，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功。
1）水吸收的热量的计算，带入Q=cm△t公式求得
为4.2×105J；
2）有关物质燃烧放出热量的计算公式Q=mq，可以
变化成m=Q/q，将已知数据代进公式求得需要焦炭
二、热机的效率
注 意 1、用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧 放出的热量之比，叫做热机的效率。
热机效率=做有用功的能量／燃料完全燃烧 放出的能量
2）燃料完全燃烧时，放出的热量最多，但不一定它的热量最
大，故A选项错误。
一、燃料 的热值
直击 考点
2、10 kg的水，温度由 10℃升高到 20℃所吸收的热
量为 4.2×105J，如果这些热量由燃烧焦炭来提供，
那么需要完全燃烧
14 g的焦炭。[c水＝4.2
解 ×103J/（kg•℃），q焦炭=3.0×l07 J/kg] 析《热机的效率》 学习要点
一、燃料及热值 二、热机的效率
一、燃料及热值
1、燃料：
（1）定义：能够燃烧并且在燃烧时放出光和 热的物质，叫做燃料。
（2）分类：按照状态，燃料可分为固体燃料 （如煤、炭、木材等）、液体燃料（如汽油、 煤油、石油等）和气体燃料（如天然气、煤 气、沼气等）
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根据生活中的经验，相同质量的不同燃料， 燃烧时放出的热量相同吗？
经验告诉我们，等质量的液化石油气、煤和干木柴，充 分燃烧，液化石油气煤放出的热量最多，干木柴放出的热量 最少。 这说明：相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的。
我们用热值表示燃料放出热量的本领。
3、热值
（1）热值：
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。其符
号是q。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（2）公式： q Q
m
公式变形： Q mq
Q
或
q V
m
Q放 q （适用于固体、液体燃料）
（3）单位： 焦每千克 符号 J/kg, (J/m3)
•17
小结：热值
1、定义：指单位质量的某种物质完全燃
烧所放出的热量。其符号是q。
2、单位，符号： J/kg, (J/m3)
3、公式：
qQ m
或
q
Q V
4、热机的效率：
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。
5、公式： η=
W有
Q放
练一练
1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确
理解的是 ( C )
3、热机的种类：
蒸汽机
燃料
木炭、煤
内燃机
汽油、柴油
汽轮机
天燃气、液化石油气
喷气发动机 火箭发动机
航空煤油,
液态氢
为什么火箭发动机要用液态氢气作燃料？
第二节 热机的效率
一、燃料的热值：
1、燃料的分类：固体燃料、液体燃料和气体燃料。
例如： 柴、煤炭、煤油、煤气、天然气；
2、 燃料燃烧的化学反应：
能量转化： 化学能→内能
解：Q=mq=1.5kg×2.7×107J/kg =4.05×107J
答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107J。
二、热机的效率
1、燃料的利用率：
思考：上题中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤 完全燃烧放出的热量为4.05×107J，实际放 出的热量是4.05×107J吗？为什么？水实际 吸收的热量呢？
实际放出的热量会小于4.05×107J,所有燃料都 不可能做到完全燃烧。
放出的热量也不可能全部被水吸收，水实际吸收的 热量，称为有效利用的热量。
2、炉子的效率：
1)定义：
有效利用的热量（水吸收的热量）与 燃料完 全燃烧放出的热量之比。
2）公式： η=
Q吸 Q放
=
cm△t mq
3、热机的效率
（1）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？
（4）、燃料的热值表、意义：
干木柴 约1.2×10 7J·kg-1 烟煤 约2.9×107 J·kg-1 无烟煤 约3.4×107 J·kg-1 焦炭 3.0×107 J·kg-1 木炭 3.4×107 J·kg-1 酒精 3.0×107 J·kg-1
柴油 3.3×107 J·kg-1 煤油 4.6×107 J·kg-1 汽油 4.6×107 J·kg-1
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B．燃料没燃烧时就没有热值 C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确 定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无 关
D．容易燃烧的燃料热值一定大
2．一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
氢 1.4×108 J·kg-1 煤气 约3.9×107 J·m-3 天然气 (7.1～8.8) ×107 J·m-3
1.不同物质的热值一般相同吗？ 2.有没有不同物质热值相同的？ 3.哪种物质的热值最大 ？它是多少？表示的物理意义是什么？
1千克氢气完全燃烧时放出的热量是1.4×108J.
所以火箭发动机用液氢做燃料
知识回顾
1、内能的获得：
通过燃料的燃烧，将燃料内部的__化__学__能转化为___内____能。 2、内能的利用：
（1）、利用内能__加__热___。 （2）、利用内能_做___功___。
通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能
3、热机是________________________________的装置。
___3_5_%_____。
3.如图所示为内燃机的能量流向图，则热机效率为( B )
A.EE12×100% B.EE31×100% C.E3＋E1E4×100% D.E1＋E2＋EE33＋E4＋E5×100%
再算算，若用干木柴完全燃烧来获得这些热量， 需要多少吨干木柴？(干木柴的热值1.2×107 J/kg)
Q氢=Q木
需要干木柴
mQ q
1.4 1012 J 1.2 107 J/kg
1.2
105
kg
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。
4、小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤， 试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤 的热值q=2.7×107J/kg)?
2、1kg汽油的热值和2kg汽油的热值哪个大？
一样大
1m³天然气完全燃烧的热值和未完全燃烧的热值，哪
个大？
一样大
•9
3、根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出 多少焦 = mq
= 10×103 kg×1.4×108 J/kg =1.4×1012 J
热机燃料完全燃烧放出的热量走向示意图
（2）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，叫做热机的效率。
公式:
W有
η=
Q放
热机的效率小于1
汽油机的效率为 20%~30%
蒸汽机的效率只有 6%~15%
柴油机的效率为 30%~45%
4、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，减少因克 服摩擦而额外消耗的能量 （4）利用废气的能量，如利用热电站废气来 供热。
(5)热值是燃料的一种特性，反映了不同燃料 在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的 大小，也就是说，它是燃料本身的一种性质， 其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量 （体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
•练一练
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