物理九年级全册第2节 热机的效率优秀教案设计

第2节 热机的效率

1.知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算.

2.了解热机效率.知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率.

热值

1.燃料的热值：单位质量的某种燃料完全燃烧释放的热量叫做这种物质的热值，用符号q表示，单位是J/kg，气体燃料的热值单位：J/m3.

2.干木柴的热值是1.2×107 J/kg，物理意义是每千克的干木柴完全燃烧释放的热量为1.2×107 J.

3.阅读常见燃料的热值表，表中热值最大的燃料是氢.

计算4 kg柴油完全燃烧释放的热量.

解：从热值表中查得柴油的热值是q＝4.3×107 J/kg，则4 kg柴油完全燃烧释放的热量Q=mq＝4 kg×4.3×107 J/kg=1.72×108 J.

1.固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=mq

气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放=Vq

Q放表示热量(J)，q表示热值(J/kg)，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3).

2.热值是燃料的一种特性

热值反映了燃料的燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能的本领大小.热值与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系.

1.现在火箭中用液态氢作燃料，是因为它具有( D )

A.较小的密度         B.较小的比热容

C.较低的沸点         D.较大的热值

2.柴油的热值是4.3×107J/kg，它的物理意义是每千克的柴油完全燃烧释放的热量为4.3×107 J，完全燃烧3 kg柴油能释放出1.29×108 J热量.

 3.酒精的热值是3.0×107 J/kg，酒精灯里装有20 g酒精，若燃烧掉一半，放出的热量是3.0×105 J，剩余部分酒精的热值是3.0×107J/kg.

4.某同学在实验室用酒精灯把0.1 kg的水从20 ℃加热到100 ℃.求：

(1)水吸收的热量.

(2)如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧多少千克酒精? [水的比热容c水=4.2×103 J／(kg·℃)；酒精的热值q酒精=3.0×107 J／kg]

解：(1)根据Q吸=cm(t2-t1)，

水吸收的热量Q吸=4.2×103 J/(kg·℃)×0.1 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.36×104 J，

(2)由Q吸=Q放，Q放=mq得

酒精的质量：m===1.12×10-3 kg.

热机效率

在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的主要措施.

1.热机是将内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题.热机效率是热机性能的一个重要指标.

热机的效率：用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比.

2.分析课本24页图14.2-2的热机燃料燃烧能量走向示意图讨论：如何提高锅炉燃料的利用率？谈谈你的看法.

3.阅读：STS——从火车到火箭.了解人类机械的发展史.

一台大型推土机的推力约为3×104 N，匀速推着土总行程达10 km，消耗柴油约30.3 kg,求推土机上装的柴油机的热机效率.

解:η＝Q有／Q放×100%=W有/(q柴油m柴油)=3×104 N×104 m/(4.3×107 J/kg×30.3 kg)×100%≈23%.

教学至此，敬请使用学案当堂训练部分.