初中物理人教版九年级上册 教案：14.2 热机的效率

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：。（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，热值在数值上等于在标准状态下1m3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．了解燃料的热值表几种燃料的热值/(J·kg-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：氢的热值是多少?其物理意义是什么?回答1：氢的热值是1.4×108J/kg；其物理意义是：1kg的氢完全燃烧放出的热量是1.4×108J。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4.6×107J/kg；其物理意义是：1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J。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。（h）2．公式：η=×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/m3 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＝。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4kg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／m3，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﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣25℃）=1.26×106J。天然气完全燃烧放出的热量：烧开这壶水需要天然气的体积：