人教版九年级物理第十四章第2节热机的效率拔高版辅导教学案.docx

1、人教版九年级物理第十四章第2节热机的效率拔高版辅导教学案第十四章 第2节 热机的效率 辅导科目物理年 级九年级教材版本人教版讲义类型拔高版（适用于考试得分率高于80%的学员）教学目的1.知道热值的概念，能简单计算燃料燃烧 放出的热量。2.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向。3.知道热机效率，能说出提高机械效率采取的措施。重、难点重点：燃料热值的概念和计算燃料燃烧放出的热量。难点：热机中的能量转化及损失，提高热机效率的具体措施。授课时长建议授课时长2小时教学内容【课程导入】 他们的能量利用率一样吗？【新知讲解】知识点一：热机效率1.相同质量的不同燃料，在燃烧情况相同时时放出的热量是_不同_的

2、。（选填“相同”或“不同”） 2.相同质量的同种燃料，燃烧时放出的热量一定相同吗？ 探究活动一：阅读燃料的热值，并回答下列问题：燃料的种类很多,有固态的也有液态的还有_气_态的，例如_天然气等。燃料的燃烧是一种_化学_ 反应，燃烧过程中燃料的_化学能得到释放，转化为_内_能。1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值是燃料的一种_属性_，其物理量符号是_q_。他的单位（字母）是_J/kg_。干木材的热值是_1.2107J/kg_，其物理意义是_1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是_1.2107J。要是有4kg的干木材完全燃烧能放出_8.4107J的热量。对于气体燃料，它的热值是

3、指体积是1 m3的某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是 J/m3 。如果用Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，用q表示燃料的热值，m表示物体的质量，则热值的表达式可写为q Q/m ，对可燃气体，体积用V表示则qQ/V 。烟煤的热值约为2.9107J/Kg，那么完全燃烧20Kg烟煤所放出的热量是多少焦耳？Q放m q20kg2.9107J/kg5.8108 J探究活动二：阅读P23-24内容，理解热机的效率并完成下列题目。（1）在通常情况下，我们对燃料的利用率比较低，造成能量损失的主要原因有：燃料未完全燃烧 ； 热机以热传递方式散失的能量。废气带走的能量 ； 热机的各部件之间摩擦损失的能量。（2）用来做

4、有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比叫热机的效率，表达式可写作,在我们常用的热机中柴油机的效率最高。（3）在各种能量的损失中，废气带走的内能最多。【精讲点拨】1.热值只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧，燃料的质量、体积均无关系。2在计算热机效率的时候，一般先利用公式Q放=qm或Q放=qV计算出燃料完全燃烧放出的热量Q放。再利用计算出热机的效率。3功率和效率是两个完全不同的概念，功率反映机械做功的快慢, 热机效率是热机性能的一个重要指标。效率高的机械功率不一定大。例题【例1】一辆厢式小货车某次运货，满载后总质量是5.0103kg，在平直的公路上匀速行驶100km，耗油10kg，货车

5、受到的阻力是总重力的0.05倍，发动机的牵引功率是50kW(油的热值是5.0107J/kg，g=10N/kg)，求:(1)货年受到的牵引力；(2)货车匀速行驶的速度；(3)货车发动机的效率。【答案】（1）2500N；（2）20m/s；50%【解析】（1）因为货车匀速行驶，二力平衡，所以；（2）货车匀速行驶的速度： ；（3）货车发动机的效率：练习3、 图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了72 km，消耗汽油6 kg。若已知该汽车发动机的功率(即牵引力的功率)为23 kW，汽车(包括车上的人和物品)质量为15 t，汽油

6、的热值为46107 Jkg，g=10 Nkg。求 小汽车的热机效率？2、汽车已进入百姓家庭，汽车发动机性能的好坏倍受人们关注在汽车发动机的设计过程中，既要考虑能量的有效利用，又要考虑发动机的冷却问题 汽油热值为4.6107J/kg，汽油密度为0.7103kg/m3。10L汽油在汽车发动机汽缸内燃烧30min，可以释放出多少能量（假设汽油完全燃烧）？若发动机输出的功率为6104W，则此汽车发动机的效率是多少？（汽车发动机效率的计算结果精确到1%）知识小结 【课堂检测】1、煤炭是一种重要的能源，区别优劣煤质量科学的办法是检测下列哪个物理量（ ）A 比热容 B 密度 C 热值 D 温度2、如图所示为

7、内燃机的能量流向图，热机效率（）等于（ ）A100%B100%C100%Dl00%3、天于热学知识.下列说法错误的是 （ ） A寒冷的冬天，双手互搓会使手的温度升高，这是用做功的方式改变内能B.刚煮熟的鸡蛋放在冷水中,鸡蛋的温度降低C.汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能D.用水作为汽车发动机的冷却剂，是因为水的比热容较大4、汽油机的一个工作循环是由 _ 个冲程组成，对外做功 次在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过 的方式增加内能为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 _-的方式减少汽缸内能用水来冷却汽缸是因为水的 _ 较大5、天然气在

8、我市广泛使用，已知天然气的热值为4107Jm。，完全燃烧0.05m3天然气可以放出 J的热量，这些热量若只有42被水吸收，则可以使常温下5kg的水温度上 。水的比热容为4.2103J/(kg)6、一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功 次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 J。(q柴油=4.3107J/kg) 7、据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约5.6108t，焚烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。若燃烧1t生活垃圾可以放出1.1761010J的热量，（水=1.0103kgm3，c水=4.2103J(kg)，q焦碳=3

9、.0107Jkg）问：（1）1.1761010J的热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量? （2）1.1761010J的热量可以在一个标准大气压下将多少体积的水由20加热到沸腾?8、有一家大型的特种专用汽车生产基地，该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0103N，消耗燃油1.5103m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度0.8103kg/m3，热值q4107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功？（2）该专用车的热机效率是多少？ 9、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20，然后给

10、热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45请你求解下列问题：（1）水箱中水的质量；水吸收的热量【c水=4.2103J(kg)】（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40，求至少需要燃烧多少kg的煤气（煤气的热值为q=4.2107Jkg）10、一辆汽车，总重为1.2104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30转化为机械能。(汽油的热值为4.6 10 7Jkg，密度为0.7 103kgm3，g=10Nkg)求：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少?（2）10L汽油

11、完全燃烧放出的热量是多少?（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)11、天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20升高到70。已知水的比热容为c=4 .2103J/（kg），天然气的热值为q=7.0107J/m3。求：（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；（2）水吸收的热量Q吸；（3）燃气灶的效率。12、煤、石油、天然气的过量开采使人类面临能源危机。某县在冬季利用地热能为用户取暖。县 内有一口自喷状态地热井，出水温度为90 ，出水流量为150 m3 /h。(1)求每小时流出的地热水温度降低到50 ，所放出的热量。(2)这些热量如

12、果用天然气蒸汽锅炉供热，且天然气蒸汽锅炉的热效率为90%，则利用上述地热能供暖一小时可以节约多少天然气？(水1.0103 kg/m3 ，c水4.2103 J/(kg)，天然气的热值为4107 J/m3)13、在“探究水沸腾时温度变化的特点”实验中，用酒精灯给烧杯中的水加热，烧杯中盛有20、质量为100g的水，在一个标准大气压下加热至沸腾，假如完全燃烧酒精3g。水的比热容为4.2103J/(kg),酒精的热值为3.0107J/kg求:(1)水吸收的热量是多少?(2)此过程中酒精灯烧水的热效率。(3)科学研究表明:1g100的水汽化成同温度的水蒸汽需要吸收2.26103J的热量。水开始沸腾后持续观

13、察沸腾现象,同时发现水的质量减少了5g,求此过程水汽化成水蒸气所吸收的热量。14、在一个标准大气压下，用炉子将10kg的水从20加热至沸腾，燃烧了0.5kg的焦炭，已知水的比热容为4.2103J/(kg)，焦炭的热值为3.0107J/kg。求：(1)水吸收的热量；(2)0.5kg焦炭完全燃烧释放的热量；(3)炉子烧水的效率。【课堂总结】 【家庭作业】1汽车发动机一是汽油机，汽油的热值为4.6107J/kg，阅读了某汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图，下列回答不正确的是（）A该内燃机的效率为30% B1kg的汽油完全燃烧能够释放4.6107J的能量 C为确保发动机正常工作，需用水对

14、其冷却 D发动机压压缩冲程把燃料燃烧产生的内能转用化为机械能2关于“热机”，下列说法中错误的是（）A通过技术改进，可以使热机的效率达到100% B减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行” C内燃机中的压缩冲程是机械能转化内能 D严寒的冬天，晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱3关于热机，下列说法中正确的是（）A效率越高的热机功率也越大 B汽油机和柴油机均属于内燃机 C汽油机工作时汽油在气缸里燃烧越充分，其热值越大 D热机所用燃料的化学能转化为内能越多，效率越高4某校初三年级的学生参观了学校锅炉房后，提出了以下几种提高炉子效率的建议，其中不应采纳的是（）A鼓风机向炉

15、膛内吹风，把煤粒吹起来燃烧 B向炉内多加些煤，加大火力 C煤磨成粉，用空气吹进炉膛 D用各种办法增大受热面积5柴油机甲的功率是乙的2.5倍，甲的效率为40%，乙的效率为 25%，那么甲与乙每小时消耗的油量之比为（）A15：8 B6：5 C25：16 D8：156一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600r/min，该柴油机1s对外做功 次。若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是 J（q柴油4.3107J/kg）7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 （选填“升高”、“不变”或“降低”）发动机散热器常用水做冷却剂，这是因为水的 大。运载火箭选用液态氢做燃料，是因为

16、氢的 大。8小丹学习了燃料的热值后，自己设计了一个实验来研究煤油和酒精热值的大小关系。他实验时组装了如图所示的两套完全相同的装置，燃烧了质量相等的煤油和酒精，加热两个烧杯中质量相等的水，并记录杯中水的初温和末温（如下表）。初温末温甲杯水温/2590乙杯水温/2580（1）通过表中记录的数据，你认为煤油和酒精两种燃料，热值较大的是 。（2）小丹用天平测出了烧杯中水的质量及两瓶中燃料减少的质量并记录；利用公式计算出水吸收的热量。他认为通过这些数据能准确地计算出煤油和酒精的热值。你认为他的实验结果 （选填“准确”或“不大准确”），理由是： 。9小婵想分别用酒精和蜡烛两种燃料，加热两杯质量都是0.2k

17、g的水，使它们都升温5（未沸腾），去探究两种燃料消耗的质量是否相同。（1）除了图中的器材，在探究实验中，还需要的测量器材有 。（2）要比较所消耗酒精、蜡烛的质量是否相同，请设计一个记录数据的表格。（3）若实验消耗的酒精质量为2103kg，且酒精完全燃烧，则其放出热量 J，本实验的加热效率为 。已知：酒精热值为3107J/kg：c水42103J/（kg）。10关于功和能的关系，下列说法正确的是（）A物体具有的能越多，它做的功越多 B物体有了能就一定正在做功 C做功的物体一定具有能 D物体做功的多少与它具有的能无关11下列实例与能量转化相对应的是（）A热机：机械能转化为内能 B发电机：电能转化为机

18、械能 C电动机：电能转化为机械能 D燃料燃烧：内能转化为化学能12下列关于能量转化和转移现象的说法中，正确的是（）A压缩冲程时，内能转化为机械能 B烧水过程中壶盖跳起时，机械能化为内能 C用热水袋取暖时，内能发生了转移 D电动机工作时，机械能转化为电能13根据能量守恒定律，以下情形可能发生的是（）A出膛的子弹射穿木板，以更快的速度继续前进 B两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面 C电水壶里的水沸腾了，给该电水壶断电，水的沸腾却永远不会停止 D孤岛上被人们遗忘的一只机械表，默默地走了几十年14如图，同一小球在同一高度以相同速度向三个不同方向抛出（不计空气阻力和摩擦），设小球刚落地时

19、的速度分别为v1、v2、v3，则（）Av1v2v3 Bv1v2v3 Cv1v2v3 Dv1v3v215指出下列情景中物体所具有的能：正在空中飞行的飞机具有 能；从高处往下流的水具有 能；正在发光的电灯具有 和 能；干电池具有 能。16能量既不会 ，也不会 ，它只会从一种形式 为其他形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在转化和转移过程中， 的总量保持不变。这就是能量守恒定律。17如图所示，在打火机出气孔处加接了一根较长的导气管，在导气管外部中央滴了一滴水，然后打开打火机气阀，在导气管末端点燃排出的气体，不到一分钟的时间，导气管外的水滴就变成了冰粒。（1）导气管外的水滴变成冰粒，原因是气阀打开后，液态的丁烷汽化并 （填“吸热”或“放热”），使附着在导气管外部的水滴发生 （填物态变化）成冰粒（2）导气管末端的丁烷气体燃烧时，自动将化学能转化为内能和光能，这说明能量的转化和转移具有 性。【答案】 1D； 2A； 3B； 4B； 5C； 630；8.6107； 7降低；比热容；热值； 8煤油；不大准确；燃料不可能完全燃烧或燃料放出的热量不能完全被水吸收； 9天平、温度计；6104；7%；10C； 11C； 12C； 13B； 14C； 15机械；机械；内能；光；化学； 16凭空消灭；凭空产生；转化；转移；能量； 17吸热；凝固；方向；