第4节 热机效率和环境保护
沪科版九年级全册物理第十三章第四节-热机效率与环境保护教案
教案：沪科版九年级全册物理第十三章第四节热机效率与环境保护一、教学内容1. 教材章节：沪科版九年级全册物理第十三章第四节《热机效率与环境保护》2. 详细内容：a. 热机的效率及其影响因素b. 提高热机效率的方法c. 热机对环境的影响d. 环境保护与可持续发展二、教学目标1. 让学生理解热机的效率概念，掌握提高热机效率的方法。
2. 使学生认识到热机对环境的影响，树立环保意识。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 难点：热机效率的计算方法，提高热机效率的途径。
2. 重点：热机效率的概念，热机对环境的影响。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入：讨论汽车、空调等热机在使用过程中能源的浪费现象，引出热机效率的概念。
2. 知识讲解：a. 热机效率的定义及计算方法。
b. 影响热机效率的因素：燃料的热值、热机的工作过程、能量损失等。
c. 提高热机效率的方法：改善燃烧条件、减少能量损失、优化热机结构等。
3. 例题讲解：分析实际例子，如汽车、蒸汽机等，讲解热机效率的计算及提高方法。
4. 随堂练习：课后练习题，巩固热机效率的概念及计算方法。
5. 环境保护教育：讨论热机对环境的影响，如尾气排放、噪音等，引导学生树立环保意识。
6. 课后作业布置：布置有关热机效率与环境保护的练习题，培养学生的实际应用能力。
六、板书设计板书内容：1. 热机效率的定义及计算方法2. 影响热机效率的因素3. 提高热机效率的方法4. 热机对环境的影响5. 环境保护与可持续发展七、作业设计1. 题目：计算一辆汽车的热机效率，并讨论如何提高其效率。
2. 答案：略八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对热机效率的概念及计算方法掌握情况，是否存在困难点，需加强辅导。
2. 拓展延伸：探讨热机效率与能源利用率的关系，研究热机在不同工况下的效率变化。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
（二）教学设想
1.针对教学重点，采用直观演示、案例分析、小组讨论等形式，帮助学生理解和掌握热机效率的计算方法及其影响因素。
-通过实验演示，让学生直观感受热机效率与能量损失之间的关系，加深理解。
-减少热机环境污染的有效措施。
-个人在日常生活中如何做到节能环保。
4.小组合作，制作一份关于热机效率与环境保护的宣传海报，要求设计新颖、内容丰富、具有吸引力。
5.学生根据课堂所学，选择一种热机设备进行实地观察，记录其工作效率，并结合所学知识分析原因，提出改进建议。
作业要求：
1.作业内容要紧密结合课堂所学，注重理论联系实际，提高学生的应用能力。
2.作业提交前，学生需进行自评和互评，确保作业质量。
3.教师将对作业进行认真批改，给予评价和建议，帮助学生进一步提高。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.了解热机效率的概念，理解热机效率与能量转化、能量损失之间的关系。
2.学会计算热机效率，并能运用所学知识分析实际热机效率问题。
3.掌握提高热机效率的方法和途径，了解现代热机技术的发展趋势。
4.了解环境保护的重要性，认识到热机使用对环境的影响，掌握减少环境污染的措施。
1.导入：通过提问方式引导学生回顾热机的基本原理，为新课学习做好铺垫。
2.新课内容：讲解热机效率的概念、计算方法，分析影响热机效率的因素，介绍提高热机效率的方法和途径。
3.实践活动：组织学生进行热机效率实验，让学生亲身感受热机效率与能量损失的关系。
4.课堂讨论：引导学生探讨热机使用对环境的影响，提出减少环境污染的措施。
热机效率和环境保护
1.3kg;由于没有热损失，所以Q吸=Q放，则
1m3空气温度升高了： t Q 吸 /c m 1 .0 1 0 3 J 7 /( 8 k 0 g J .C ) 1 .3 k g 0 .6 C .
➢答案：0.6℃
本题综合考查了热值、密度和比热容知识，综 合性较强，难度较大，一定要细心解答．
➢解答：(1)改进燃烧设备，加装消烟除尘装置， 可以减少烟尘的排放量；(2)气体燃料的污染小， 在城市普及煤气和天然气的使用．
先并清大气污染的来源，再提出相对应的建议. ➢阅题笔记：工业企业、交通运输工具、家庭炉
灶和取暖设备排放的烟尘废气是大气污染的主 要来源．
➢建议：联系生产、生活实际，进行分析讨论．
➢ 阅题笔记：由于不计热损失，则Q吸=Q放，即
有m q c m t cV t．故 t mq , 然后再
代入数据，进行解答．
cV
➢建议：抓住吸热和放热之间的等量关系，仿照 热平衡问题的解法解答．
➢3．关于热机效率的计算 ➢【例3】 甲、乙两台汽油机，它们的输出功率
相同，假如它们的效率分别为30％和25％，那 么在相等的时间里，它们消耗的汽油量之比为
3.0107J/kg,而本题中并没有说明是否完全燃 烧，如不是完全燃烧1 kg该物质，放出的热量 将小于 3.0107J/kg, 所以A、B、C说法错误， 只有D正确．
➢ 答案：D
➢ 解题技巧：对于燃料热值的含义要抓住两个 关键词语：①1 kg；②完全燃烧．
理解热值的物理含义
➢理解例题2 关于燃料的热值，下列说法中正 确的是( )． A．容易燃烧的物质，热值一定大 B．燃料的热值大，完全燃烧时放出的热量不 一定多 C．燃料燃烧越充分，则燃料的热值就越大 D．若某种燃料的质量减半，该燃料的热值也 减半
13.4热机效率与环境保护
能源与环境
1、环境污染： （1）大气污染：热机燃烧的过程中放出大量的有 毒气体和烟尘，造成大气污染。 （2）噪声污染：大量的交通运输工具和由热机做 动力的机械工作时产生的噪声污染，影响人类的 正常生活，甚至危害人类健康。 2、保护环境: （1）改进燃烧设备，消烟除尘。 （2）提高燃料的综合利用，采取集中供热。 （3）充分开发利用无污染的能源。 （4）在内燃机排气管上安装消音器，减小噪声污 染。
解：（1）煤气完全燃烧放出的热量 Q放 = m煤气q煤气 = 0.5kg×4.2×107J/kg = 2.1×107J （2）水由20℃升温到70℃所吸收的热量 Q吸= C水m水Δt = 4.2×103J/(kg∙℃)×50kg×50℃ =1.05×107J
五、燃料替代的计算
例题： 有一种太阳能热水器，在晴天气温 为28℃时，每天可以将200kg的水加热到46℃， 那么每天至少能节约多少煤气？（煤气热值 q=1.8×107J/m3）
某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2 表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能 热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水 器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器 接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能 热水器内的水的质量为100千克，水的初温为 200C，经8750s时间后上升到450C【C水 =4.2×103)/(kg· ℃)】。请计算： (1)、在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热 量是多少焦耳？ (2)、垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受 到的太阳能是多少焦耳？
十三、提高热机效率的途径
例题：关于提高热机效率的途径，下列说 法中错误的是（ ） A、尽量使燃料完全燃烧
B、尽量减少输出功率
C、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失
热机效率和环境保护PPT课件
A. 质量、密度、比热容和热值不变 物质的特性，都与物质种
类和状态有关。
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 热机效率
知3－导
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？
课堂小结
热机效率和 环境保护
q Q
热
m
值
V
燃料 燃烧 (化学能)
有效利用
内能
机械能
热量 散失
环境污染
热机效率
课堂小结
热机效率和 环境保护
1. 热值与热量的综合计算： 在这一题型中，都要利用等量关系式： Q吸＝Q放或Q吸＝η Q放。
课堂小结
热机效率和 环境保护
2. 解决能量转化类计算题的一般规律： 首先找到能量转化关系式，再利用相应公式展开来 列方程，最后代入已知量求解；或在这个等量关系 的基础上，利用相应的公式分步解答。
柴油机
喷气式飞机 的发动机
热机效率 6%~15% 20%~30% 30%~40% 50%~60%
热机效率是热机性能的重要指标。不断提高热机 的效率，减少能源消耗，是人类在制造热机技术方面 孜孜不倦的追求。
感悟新知
延伸拓展
知3－讲
能研发热机效率达到100% 的理想热机吗？
答：热机效率反映的是热机对能量的利用率。实
习题链接
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11 B 12 D 13 C 14 15
16 C
答案呈现
知1－讲
实验探究：质量相同的不同燃料完全燃烧放出热量的 多少与燃料种类是否有关？
实验 探究燃料完全燃烧放出热量多少跟燃料种类是 目的 否有关
沪科版九年级全一册第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护教案
教案：沪科版九年级全一册第十三章内能与热机第四节热机效率和环境保护一、教学内容1. 热机的效率：本节内容介绍了热机的效率的概念，让学生了解热机效率的定义及其计算方法。
然后通过实例分析，让学生了解影响热机效率的因素，如燃料的热值、热机的工作过程等。
2. 提高热机效率的方法：本节内容接着介绍了提高热机效率的方法，如改进燃烧方式、提高燃烧温度、减少热量损失等。
同时，通过实例让学生了解这些方法在实际中的应用。
3. 热机与环境：本节内容介绍了热机对环境的影响，如废气排放、噪音污染等。
同时，让学生了解环境保护的重要性，以及如何减少热机对环境的影响。
二、教学目标1. 让学生了解热机的效率的概念及其计算方法，知道影响热机效率的因素。
2. 让学生掌握提高热机效率的方法，并能在实际生活中应用。
3. 让学生了解热机对环境的影响，提高环保意识。
三、教学难点与重点重点：热机的效率的概念及其计算方法，影响热机效率的因素，提高热机效率的方法。
难点：热机效率的优化计算，热机对环境的影响。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：课本、练习册。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示汽车、燃气轮机等热机的工作情景，引导学生关注热机在日常生活中的应用。
2. 讲解热机效率的概念及其计算方法：在黑板上画出热机效率的计算公式，并进行讲解。
3. 分析影响热机效率的因素：通过实例分析，让学生了解燃料的热值、热机的工作过程等因素对热机效率的影响。
4. 讲解提高热机效率的方法：通过实例讲解，让学生了解改进燃烧方式、提高燃烧温度、减少热量损失等方法在实际中的应用。
5. 讲解热机对环境的影响：通过实例分析，让学生了解废气排放、噪音污染等热机对环境的影响。
6. 课堂练习：让学生运用所学知识，解决实际问题，如计算热机效率、提出提高热机效率的方法等。
7. 板书设计：热机效率和环境保护的相关知识点。
8. 作业设计：（1）计算题：已知一台热机的效率为30%，求该热机所做的有用功。
热机效率和环境保护
读做“米每秒”
符号是m/s或m·s-1
常用旳速度单位 还有： km/h cm/s
1km/h=1__/3_._6_m/s
1m/s=_3__.6_km/s
例题
一辆汽车行驶在合肥到南京旳 公路上，汽车旳速度表指针一 直指在如图9-17（a）所示旳位 置。汽车由图9-17（b)中所示旳 位置A驶到B处，需要多少时间。
变速运动
小结
1.懂得比较运动快慢旳措施，掌 握速度旳公式和单位，了解匀速 直线运动。 2.规范做题环节，正确处理物理计 算题目。
作业
1.课后自评和作业 2.预习下一节
已知：V=100km/h, S=120km40km=80km 求：汽车从A到B处需要旳时间T 解：由v=---s-- 可得
t t=----s--=----8-0--k-m---v 100km/h
=0.8h=48min 答：汽车从确题意。 2.写出已知，求，解答，单 位可在已知中统一。 3.写出解题过程。 4.检验无误，写出答题。
热机效率和 环境保护
活动一 探究比较运
动快慢旳措施
他们比较运动快慢旳措施一 样吗?
假如不同他们分别用什么样 旳措施比较旳: 观众用旳措施____________; 裁判用旳措施____________.
经过上面旳探究我们得到了2 种比较运动快慢旳措施：
比较汽车和飞机运动旳快慢
汽车2min行驶 1200m
飞机2s飞行1000m
物理学中，一般采用相同步间 比较旅程旳长短旳措施比较物
体运动旳快慢。
速度:物理学中，把物体在单位
时间经过旳旅程叫做速度。
我们用公式表出来
速度=—时旅—间程
s V=----------
沪科版九年级物理 第13章 内能与热机 第4节 热机效率和环境保护-2
沪科版九年级物理第13章内能与热机第4节热机效率和环境保护-2一、单选题（共10题；共20分）1.某四冲程汽油机工作时转速是2400r/min．关于此热机的工作下列说法正确的是（）A. 压缩冲程中内能转化为机械能B. 四个冲程中曲轴转动2圈，同时做功2次C. 此汽油机每秒对外做功10次D. 此汽油机每秒对外做功20次2.下列关于热现象的说法正确的是（）A. 当汽油在发动机内燃烧不充分时会冒黑烟，这时发动机的效率升高B. 打开香水瓶闻到香味说明分子在不停地做无规则运动C. 高温的铁水具有内能，低温的冰块没有内能D. 海边昼夜温差较小是因为水的比热容小3.关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）A. 燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关B. 燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值C. 燃料燃烧时，质量越大，热值越大D. 燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小4.载重大汽车使用的一般是柴油机，而小汽车使用的一般是汽油机，这是因为柴油机的效率比汽油机高，柴油机的效率高是由于（）A. 柴油的热值比汽油的热值大B. 柴油的比热容比汽油的比热容大C. 柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高D. 柴油的密度比汽油的密度大5.有一台单缸四冲程的柴油机，它工作时飞轮转速为1200r/min，则它的气缸内燃气1s对外做功（）A. 20次B. 10次C. 600次D. 120次6.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min，则该汽油机每秒种内完成的冲程数和对外做功的次数分别是（）A. 60和15B. 30和30C. 15和15D. 60和307.甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（）A. 甲做功比乙多B. 以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少C. 甲消耗的汽油比乙少D. 甲做功比乙快8.关于燃料的热值，以下说法正确的是( )A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B. 容易燃烧的燃料，热值一定大C. 煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多D. 0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的9.一台四冲程汽油机飞轮的转速是1800r/min，它在每秒内完成了（）A. 120个冲程，做了30次功B. 120个冲程，做了15次功C. 60个冲程，做了30次功D. 60个冲程，做了15次功10.2017年5月18日，我国在南海海域“可燃冰”试采成功，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力。
热机效率与环境保护
热机效率与环境保护热机效率是评估能源利用效率的重要指标，而环境保护则是人类社会发展的必然要求。
本文将探讨热机效率与环境保护之间的关系，并探讨如何通过提高热机效率来实现环境保护的目标。
一、热机效率的定义与计算热机效率是指能够将热能转化为机械能的比例，常用符号为η。
一般来说，热机的效率越高，能源利用效率就越高，能源消耗量就越低。
热机效率的计算公式如下：η = W/Q_hot其中，W表示所获得的机械能，Q_hot表示从热源吸收的热能。
根据这个公式可以看出，提高热机效率的关键是提高机械能的输出和降低热能的消耗。
二、热机效率与环境保护的关系燃煤、石油等传统能源的使用对环境造成了严重的污染和破坏。
提高热机效率可以减少能源的消耗，从而降低对环境的影响。
具体表现在以下几个方面：1. 减少温室气体排放热机的高效率意味着同样的机械输出所需要的热能会减少，从而减少了燃烧过程中产生的温室气体的排放量。
温室气体是导致全球气候变暖的主要原因之一，通过提高热机效率，可以减轻全球变暖的速度。
2. 节约能源资源能源是社会发展不可或缺的资源之一，节约能源是推动可持续发展的重要措施。
提高热机效率可以减少对能源的消耗，从而实现能源资源的高效利用。
3. 减少大气污染物的排放燃烧过程中产生的大气污染物对空气质量和人体健康造成了严重的影响。
通过提高热机效率，可以降低燃烧过程中产生的有害气体的排放量，从而改善空气质量。
4. 促进清洁能源的发展提高热机效率需要利用先进的能源技术，这将促进清洁能源的发展。
清洁能源不仅具有低碳、低污染的特点，还能有效地降低对传统能源的依赖，从而推动能源结构的转型和环境保护的实现。
三、提高热机效率的途径为了实现环境保护的目标，必须采取有效的措施来提高热机效率。
以下是几种常见的途径：1. 优化热机的设计通过改善热机的结构和工作方式，可以提高热机的效率。
例如，采用高效的燃烧方式、改进传热方式、减少能源损失等措施，都能够提高热机的效率。
第十三章第四节热机效率和环境保护习题 2021-2022学年沪科版物理九年级
沪科版九年级第十三章第四节热机效率和环境保护习题精练一、单选题1.完全燃烧1kg柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高20℃？[已知柴油的热值是4.2×107J/kg，水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，假定放出的热量被水完全吸收]()．A. 2kgB. 20kgC. 50kgD. 500kg2.酒精的热值是3.0×107J/kg，下列说法中正确的是()．A. 1kg酒精燃烧时，一定放出3.0×107J的热量B. 1kg酒精温度升高1℃时，吸收3.0×107J的热量C. 2kg酒精完全燃烧时，一定放出6.0×107J的热量D. 2kg酒精温度降低1℃时，放出6.0×107J的热量3.有关燃料，下列说法中正确的是()．A. 煤完全燃烧时放出的热量比干木柴多B. 无烟煤燃烧时放出的热量与木炭相同C. 各种燃料燃烧时，实际上很难做到完全燃烧D. 燃料燃烧时放出的热量能够全部被有效利用4.近期煤价节节攀升，少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售，客户使用这种煤之后会导致经营成本增加。
为防止上当，最恰当的方法是检测()A. 比热容B. 质量C. 温度D. 热值5.下列物理量中，可以鉴别物质的是()A. 热值B. 温度C. 热量D. 内能6.关于热机，下列说法错误的是()A. 热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B. 在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率C. 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大D. 在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能7.下列三个数值：4.6×107J/kg、0.8×103kg/m3、2.1×103J/(kg·℃)各表示煤油的一种特性．这三个数值依次表示的是()．A. 比热容、密度、热值B. 密度、热值、比热容C. 密度、比热容、热值D. 热值、密度、比热容8.热机的大量使用，在给人类社会带来进步的同时，使人类的生存也受到了威胁。