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  • 2021-11-06 发布

九年级物理上册《第2节 热机的效率》教学课件

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第2节 热机的效率 第十四章 内能的利用 人教 版 九年级 物理 上册 柴薪 煤炭 石油 天然气 【想想议议】 从哪里可以获得内能?   1. 认识 燃料的热值 的定义,会利用热值的公式进行简单的 热量计算 。 2. 常识性了解 热机的效率 及 提高热机效率的途径 ;培养保护环境的意识。 【提出问题】 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? 知识点 1 燃料的热值 【实验设计】 选取 相同质量 的 不同燃料 ,点燃后,对 相同质量的水 进行加热,比较两杯水温度的升高多少,来确定燃料的放热本领。 实验方法 控制变量法和转换法 大量的实验事实证明,燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是 不同的 。 我们用 热值 这个概念来表示燃料放出热量的本领。 热值: 某种燃料 完全燃烧 放出的 热量 与其 质量之比。 物理意义: 热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。 定义式: q : 燃料的热值 Q : 燃料完全燃烧放出的热量 m : 燃料的质量 热值单位: 焦每千克 ;符号: J/kg 。 气体燃料: J/m 3 。 V :气体燃料的体积 观察热值表,你有什么收获?(信息、物理含义) 煤油 4.6×10 7 木炭 3.4×10 7 汽油 4.6×10 7 无烟煤 3.4×10 7 氢气 1.4×10 8 石油 4.4×10 7 焦炭 3.0×10 7 天然气 4.4×10 7 柴油 4.3×10 7 烟煤 2.9×10 7 煤气 3.9 ×10 7 酒精 3.0×10 7 干木柴 1.2 × 10 7 气 体( J/m 3 ) 液 体( J/kg ) 固 体( J/kg ) 常用燃料的热 值    从热量的角度分析,为什么发射火箭上天要用氢做燃料? 有关燃料燃烧放热的计算 根据热值表,计算一下 10 t 氢 完全燃烧放出多少焦耳的热量? 若用 干木柴 完全燃烧来获得这些热量,需要多少t干木柴?   氢的热值是 1.4×10 8 J/kg   干木柴的热值 1.2×10 7 J/kg 放出热量: Q = q m =1.4×10 8 J/kg× 10×10 3 kg = 1.4×10 12 J 需要干木柴: 约 120 t 干木柴与 10 t 氢完全燃烧放出的热量相当。 例 关于燃料的热值正确的是 ( ) 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 B 例 对于 燃料的热值,下列说法中,正确的是 (    )    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 C 例 我国 于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”,“可燃冰”作为新型能源,有着巨大的开发使用潜力,在相同条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍,设天然气热值为4.2×10 7 J/kg,完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为 __________ J 2.1×10 8 连接中考 解: 可燃冰的热值: q 可燃冰 =10 q 天然气 =10 ×4.2×10 7 J/kg = 4.2×10 8 J/kg 完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量: Q = q 可燃冰 m = 4.2×10 8 J/k g ×0.5kg = 2.1 ×10 8 J 【想想议议】 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? 知识点 2 热机的效率  点击图片播放热机效率 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 ,叫做 热机的效率。 公式 蒸汽机的效率只有 6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率为 30%~45% 【例题】 某汽车的输出功率是60kW,正常行驶的速度为54km/h,汽车内燃机的效率是25%,该汽车要是行驶108km,要消耗多少kg的汽油?(汽油的热值4. 6 ×10 7 J/kg) 分析: ( 1 )要计算出消耗的汽油质量, 根据 Q = mq 可知,需要求出 消耗的汽油完全燃烧释放的热量 。 ( 2 )又根据 可知,需要求出汽车行驶过程中做的 有用功 ; ( 3 )又根据 W = Pt 可知,需要求出汽车行驶的时间; ( 4 ) 汽车行驶的时间 t 可由 速度公式 求出 。 ≈ 37.6kg 热机与环境 【思考】 如何提高热机效率,节约能源,减少污染? 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。 例 下列 提高热机效率的方法中,不可行的是 ( ) 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 D 巩固练习 热机与社会生活 点击图片 播放 视频 1 . 下列 关于热值的说法正确的是(  ) A.2kg煤的热值大于1kg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 D 课堂检测 基础巩固题 2 . 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 D 课堂检测 基础巩固题 3 . 【多选】 关于热机效率,下列说法正确的是 (    )    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 C D 课堂检测 4 . 有如 图所示的两套相同装置,分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料,点燃后加热质量相等的同种液体,通过比较燃料 __________ (选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”)后温度计示数的变化,来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧, ___________ 转化为内能,用比热容 ________ 的液体可以使实验现象更明显。(实验中液体没有沸腾) 全部燃烧 化学能 小 27 5. 某个家庭预计每月使用天然气 4m 3 ,这些天然气完全燃烧放出多少热量,相当于多少 kg 柴薪完全燃烧放出的热量?( q 气 =4.4×10 7 J/m 3 , q 柴 = 1.2× 10 7 J/kg ) 解: 天然气完全燃烧放出的热量: Q 放 = q 气 V =4.4×10 7 J/m 3 ×4m 3 =1.76×10 8 J ; 放出这些热量所需柴薪质量: 目前 , “节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗 , 提高汽车发动机的效率 , 越来越受到人们的重视 , 大多数家用汽车的发动机均为汽油机 , 它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能 , 再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶 , 小明的爸爸新买了一辆小汽车 , 小明坐着这辆汽车匀速行驶 144 km, 用时 2h, 消耗汽油 9kg, 其发动机的功率为 23 kW 。请运用所学的知识解答下列问题。 ( 汽油的热值为 4 . 6 × 10 7 J/kg) (1) 汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大 ? (2) 汽车发动机的效率是多少 ? 能力提升题 作业 内容 教材作业 完成课后 “ 动手动脑学物理 ” 练习 自主安排 配套练习册练习