初中物理人教版（2024）九年级全册第2节 内能评优课ppt课件

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册第2节 内能评优课ppt课件，共30页。PPT课件主要包含了学习目标，燃料分类，气体燃料，液体燃料，固体燃料，化学能转化为内能，探究思考，kg木材，kg煤，kg液化石油气等内容，欢迎下载使用。

那么燃料的总类有哪些？各种燃料燃烧时放出的热量是不是相同的？
人类在原始社会就知道利用燃烧柴薪来取暖、烧饭，现代社会人们所用的能量很大一部分仍然是从燃料的燃烧中获得。
能说出热机工作时燃料燃烧释放能量的主要流向，知道什么是热机效率，知道如何提高热机效率 。
从能量转化的角度认识燃料的热值，知道燃料热值的物理意义及其单位；
能计算燃料完全燃烧放出的热量；
汽油、煤油、柴油、液化气、酒精
相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。
　　实验和经验告诉我们，等质量的石油液化气、煤、干木柴，充分燃烧，石油液化气放出热量最多，煤放出的较多，木柴最少。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(或体积）之比，叫做这种燃料的热值，热值用q表示。
热值的物理意义：热值在数值上等于1kg（或1m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。
国际单位：焦/千克（J/kg）
约1.2×107
约2.9×107
约3.0×107
约3.4×107
约3.3×107
约4.6×107
约3.9×107
（7.1～8.1）×107
注意： ① 燃料的热值只与燃料的种类有关； ② 热值是燃料的一种特性，不是所有物质都具有这一特性。
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
答：氢的热值比较大，约1.4×108 J／kg，等质量的燃料氢放出的热量要更多，或者说释放相同的热量，携带氢做燃料，质量更轻。
例1　（2022·全国·九年级）甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，下列说法正确的是（　　）A．甲种燃料比乙种燃料的热量少B．完全燃烧mkg乙种燃料，刚好烧开一壶水，那么用mkg甲种燃料也能烧开这壶水C．完全燃烧相同质量的两种燃料，乙种燃料放出的热量多D．通风条件越好，供氧越充足，两种燃料的热值越大
【答案】 C【详解】A．热量是一个过程量，不能说物体含有热量的多少，所以甲种燃料的热值小于乙种燃料的热值，不能说甲种燃料比乙种燃料的热量少，故A错误；B．根据Q=mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，所以mkg乙种燃料刚好烧开一壶水，则mkg甲种燃料不能烧开这壶水，故B错误；C．根据Q=mq可知，相同质量的甲乙两种燃料，乙种燃料完全燃烧放出的热量比甲种燃料完全燃烧放出的热量多，故C正确；D．热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故D错误。故选C。
1.　（2021·四川成都·九年级期末）汽车油箱中的汽油用去一半后，剩余汽油的密度、比热容和热值（　　）A．以上各项数据和使用之前比都不发生改变B．热值变为原来的一半，密度、比热容不变C．各数据和使用之前比都会变为原来的一半D．热值不变，密度、比热容变为原来的一半
【答案】 A【详解】密度是物质的一种属性，对于确定的某种物质，它的密度不随质量、体积的改变而改变，所以汽油用去一半后，剩余汽油的密度不变；比热容是物质的一种属性，各种物质都有自己的比热容，某种物质的比热容和其质量、体积、温度无关，所以汽油用去一半后，剩余汽油的比热容不变；热值是燃料的一种属性，与燃料的质量、温度和体积无关，所以汽油用去一半后，剩余汽油的热值不变。综上，故A符合题意，BCD不符合题意。
例2　（2022·全国·九年级）人类发展史也是利用燃料的历史，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的_______（选填“热值”“热量”或“温度”）不同，完全燃烧0.28m2的天然气可放出_______J的热量，这些热量若全部被水吸收，可让_______kg的水温度升高20°C[已知天然气热值q=3.0×107J/m3，水的比热容c=4.2×103J/（kg．°C）]。
【答案】 热值     8.4×106  100【详解】单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，它表示燃料的放热本领强弱，干木柴、煤的放热本领不同，是因为它们的热值不同。完全燃烧0.28m2的天然气可放出的热量 ,水的质量 。
1.正确理解热值的概念，审清热值的单位，从而正确选择燃料完全燃烧释放热量的公式。2.认真审题，挖掘题目中的隐含条件，建立等量关系。3.建立等量关系后，得出待求量的表达式，然后带入数值进行计算，在代入数值时，注意各物理量的单位要统一。
2.　（2022·全国·九年级专题练习）为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭。设天然气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg天然气放出的热量为______J；若这些热量全部被100kg、30℃的水吸收，在标准大气压下能使水的温度升高______℃。[c水=4.2×103J/（kg．°C）]
【答案】 2.1×107     50【详解】完全燃烧0.5kg天然气放出的热量为 ，水升高的温度为 。
在实际使用中，燃料燃烧释放出的热量比计算出的热量小，而有效利用的热量又比释放出来的热量小。
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？
热机真正转变为对外做功的部分
由于机械传动等,克服摩擦所消耗的能量
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，叫做热机的效率，即：
由于存在能量损失，故热机的效率不可能达到100%.
热机效率越高，则燃料的利用率越好。能节约能源，降低成本，减少污染。
①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。　　
②尽量减小各种热散失。　
③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。　　
④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率（如热电站）。　　
例3　（2022·全国·九年级）下列关于热机效率的说法中正确的是（　　）A．蒸汽机的效率比内燃机高B．热机的功率越大，它的效率也一定越高C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率
【答案】 D【详解】A．在热机中，蒸汽机的效率最低，故A错误；B．热机做功越快，表示热机的功率越大，与效率无关，故B错误；CD．根据热机效率的定义，热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率，故C错误，D正确。
3.　（2022·全国·九年级专题练习）下列关于热值和热机效率的说法，正确的是（　　）A．柴油机的热机效率通常为100%B．使燃料燃烧更充分，可以增大热值C．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率D．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大
【答案】 C【详解】A．柴油机在工作时不可避免的要克服机械部件间的摩擦做额外功，因此机械效率不可能达到100%，故A错误；BD．热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与放出的热量或燃烧是否充分等因素无关，故BD错误；C．使燃料燃烧更充分，可以增大有效利用的能量，提高燃料的利用率，因此可以提高热机的效率，故C正确。
例4　2022·全国·九年级专题练习）一辆汽车在平直公路上，以54km/h的速度匀速行驶23km，完全燃烧了3kg汽油；若该汽车发动机的效率为25%，则牵引力为______N，牵引力做功的功率是______W。（q汽油=4.6×107J/kg）
【答案】 1500     2.25×104 【详解】汽车发动机的效率为 ,发动机的牵引力为 ,汽车的速度v=54km/h=15m/s,牵引力做功的功率是 .
热机类型的效率：匀速直线行驶（F=f）,如已知阻力f和行驶速度v，可根据牵引力功率P=Fv,牵引力所做的有用功：W有=FS等，代入公式： ，求得热机效率。
热机效率类问题的解题思路
燃料完全燃烧放热：Q放=mq（或Vq）
可根据牵Q吸=cmΔt,代入公式： ，求得效率。
4.　（2021·全国·九年级专题练习）某家庭用燃气热水器将质量为100kg温度为20℃，的自来水加热到50℃，消耗的天然气体积为1m3 （假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），天然气的热值为2.8×107J/m3。试求： (1)天然气完全燃烧放出的热量为多少？(2)水吸收的热量为多少？(3)该热水器烧水的效率为多少？
【答案】 (1) 2.8×107J；(2) 1. 26× 107J；(3) 45%【详解】(1) 天然气完全燃烧放出的热量为 ;(2) 水吸收的热量为 (3) 该热水器烧水的效率为答：(1) 天然气完全燃烧放出的热量为2.8×107J；(2)水吸收的热量为1. 26× 107J；(3)该热水器烧水的效率为45%。
1.2022·甘肃白银·九年级期末）一桶汽油用去一半，剩下的半桶汽油不变的物理量是（　　）A．热值，内能B．比热容，密度C．质量，体积D．内能，密度
【答案】 B【详解】比热容、密度、热值是物质的一种特性，不随物体的多少而变化，热值、密度和比热容都不变，内能是所有分子具有的分子动能和分子势能的总和，质量减半，内能变小，体积同时也变小，故ACD不符合题意，B符合题意。
2.（2022·全国·九年级课时练习）下列关于热机效率的说法中正确的是（　　）A．蒸汽机的效率比内燃机高B．热机的功率越大，它的效率也一定越高C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率
3.（2022·全国·九年级课时练习）小明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所示，汽油热值为4.6×107J/kg。下列说法错误的是（　　）A．发动机在做功冲程把内能转化为机械能B．该内燃机的效率为30%C．为确保发动机正常工作，可用水对其冷却D．燃烧1kg的汽油一定释放4.6×107J的能量
【答案】D【详解】A．汽车的内燃机只有做功冲程和压缩冲程有能量转化，做功冲程将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能，故A正确，不符合题意；B．由图可知，该内燃机的效率η=100%-(33%+30%+7%)=30%,故B正确，不符合题意；C．由Q=cmΔt可知，质量相同的不同物质，升高相同温度时，比热容越大的物质，吸收的热量越多；水的比热容较大，因此为确保发动机正常工作，可用水对其冷却，故C正确，不符合题意；D．1kg的汽油完全燃烧可以放出4.6×107J的能量，但选项中未明确汽油完全燃烧，因此燃烧1kg的汽油不一定释放4.6×107J的能量，故D错误，符合题意。故选D。
4.（2022·全国·九年级课时练习）热机效率是热机性能的重要指标，下列措施中，可以提高热机效率的是（　　）A．尽量增加热机的工作时间B．尽量增加废气带走的热量C．尽量使用热值更大的燃料D．尽量减少热机部件的摩擦
【答案】D【详解】A．增加热机的工作时间，并不能减少热量的损失，所以不能提高热机的效率，故A不符合题意；B．增加废气带走的热量，热机的能量利用率降低，即热机的效率降低，故B不符合题意；C．使用热值更大的燃料，其能量利用率不一定高，不一定能提高热机的效率，故C不符合题意；D．尽量减少热机部件的摩擦，减少克服摩擦消耗的内能，可以增大有用能量与燃料完全燃烧放出总能量的比值，可以提高热机的效率，故D符合题意。
5．（2022·全国·九年级专题练习）如图所示，是某品牌太阳能热水器，其水箱中装有100kg的水，阳光照射一段时间后，水温从20℃升高到60℃。已知该热水器加热水的效率是35％，水的比热容是（4.2×103J/kg.℃）。试求：（1）这段时间内水吸收的热量是多少？（2）焦炭的热值是3×107J/kg,水吸收的这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭？（3）这段时间内该热水器接受的太阳能是多少？