物理九年级全册（2024）第3节 热机的效率课文课件ppt

这是一份物理九年级全册（2024）第3节 热机的效率课文课件ppt，共27页。PPT课件主要包含了3一些热机的效率等内容，欢迎下载使用。
①深刻理解热机效率的定义。②计算方法并能够应用于实际问题中。
①影响热机效率的因素，以及如何提高热机效率；②将理论知识与实际应用相结合，解决实际问题
飞机发动机燃料航空汽油和航空煤油
火箭助推器燃料液氢液氧
1.火箭发射所需的推进剂燃料，可以换成拖拉机或飞机采用的柴油或汽油吗？
2. 热机工作时需要消耗煤、汽油、柴油等燃料，对外做功的目的是将燃料中的化学能转化为机械能。热机中燃料燃烧释放的热量能被完全利用吗?
相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？要找出事实来支持你的观点，并进行分析。
在家中烧水时，烧开同样一壶水需要的木柴质量多，而需要的煤气质量却较少。
你还有其它比较不同燃料的放热本领的方法吗？
　　选择相同质量的干木柴和酒精，分别对相同质量，初温相同的水进行加热，观察实验现象，收集实验数据，并分析。
【实验】比较不同物质放热能力
两杯水200g（初温28℃）、干木柴5g、酒精5g，铁架台，天平、秒表等。
为了比较燃料的特性了，引入了“热值”这个物理量。
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用符号 q 表示。
焦/千克，符号J/kg
①完全燃烧：指燃料燃烧后，全部变成不可燃烧物的过程。
②由于燃料的成分不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量不同，在物理学中用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。
焦/立方米，符号J/m³
②气体燃料的热值：对某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下lm3燃料完全燃烧放出的热量。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
【例】从表中可以查到汽油的热值为4.6×107J/kg，表示：1kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J。
同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
燃料燃烧放出热量的计算： Q放=qm
【例】如果给汽车加30kg汽油，完全燃烧放出的热量为 Q放=qm=4.6×107J/kg×30kg=l.38×109J
燃料的热值是燃料的一种特性。其与燃料的种类有关，‌而与燃料的质量、‌体积、‌是否完全燃烧以及燃料的状态（‌固态、‌液态或气态）‌无关。‌
1.下列关于热值的说法正确的是（　　）A．5kg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
解：A、燃料的热值仅与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，故5kg煤和1kg煤的热值一样大，故A错误；B、燃料的热值越大，只有在相同质量并且完全燃烧的情况下，放出的热量才越多，质量少、燃烧不完全放出的热量就少，故B错误；C、热值的大小与燃料是否完全燃烧无关，故C错误；D、热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，与其他因素无关，故D正确。
1. 日常生活中的热效率【提出问题】用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？ 煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗?
【分析讨论】煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量，装水的容器吸收了一部分能量，煤气灶本身也会吸收一部分能量，高温的烟气带走了一部分能量，还有一部分能量直接散失掉了等等。水吸收的热量只占煤气完全燃烧放出热量的一部分，只有水吸收的热量才是被有效利用的。
（1）热效率的概念（炉子、燃气灶的热效率等） 吸收的热量占燃料完全燃烧放出热量的比值叫作热效率。 热效率η = 有效利用的热量 /燃料完全燃烧放出的热量 =   Q有用 /Q总（2）提高锅炉中燃料热效率的方法 1.把煤磨成煤粉，增大与氧气的接触面积； 2.把空气吹进炉膛增大送氧量充分燃烧。
2. 热机的效率 （1）热机能量流向示意图 热机也有类似的情况，汽油在汽缸内不能完全燃烧，损失了一部分能量，机械装置吸收了一部分能量，废气带走了一部分能量，由于机械传动等克服摩擦消耗了一部分能量，等等。真正转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。只有对外做有用功的能量是被有效利用的。
（2）热机的效率 ①定义：用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的 总热量之比，叫作热机的效率。 ②公式： η =   Q有用 /Q放 ×100% 或 η =W有用 /Q放 ×100% ③物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，可以节约能源。
5. 提高热机效率的主要途径
②尽量减少各种热量损失
③尽量减少各种热量损失，设法利用废气的能量
④热机设计制造，提高技术和使用新材料。⑤保证良好润滑，减少摩擦额外消耗的功
2.关于热机和锅炉的效率，下列说法中正确的是（　　）A．热机做的有用功越多，效率一定越高B．热机和锅炉使用的燃料的热值越大，它们的效率越高C．向锅炉内多加些煤，加大火力可以提高锅炉的效率D．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高
解：A、热机的有用功多，与燃料完全燃烧放出的能量之比不一定大，效率不一定高，故A错误；B、热机的效率与燃料的热值无关，故B错误；C、向炉内多加些煤，加大火力，这是消耗更多的燃料，不能提高炉子的效率，故C正确；D、热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，说明有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比越大，故效率一定越高，故D正确。故选：D。
3.下列有关热学知识的分析，正确的是（　　）A．使燃料充分燃烧可以增加有效利用的能量，从而提高热机效率B．海波在熔化过程中持续吸热，温度不变，但内能减小C．燃料燃烧得越充分，这种燃料的热值就越大D．热传递过程中，温度由高温物体传向低温物体
解：A、尽量使燃料完全燃烧、尽量减少摩擦与辐射、尽量减少热量损失，都可以在燃料完全燃烧放出的热量相同时，增大用来做有用功的能量，可以提高热机的效率，故A正确；B、海波是晶体，在熔化过程中持续吸热，温度不变，但内能增大，故B错误；C、燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料燃烧得快慢、放出热量的多少、燃料的质量和燃料的燃烧程度无关，故C错误；D、在热传递过程中，热量从高温物体传向低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，而不是温度，故D错误。故选：A。
分类：固体燃料、液体燃料、气体燃料。
燃料燃烧过程中化学能转化为内能。
定义：燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量之比。
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。
焦/立方米，（J/m³）
1. 有人认为，无烟煤的热值比干木柴大，完全燃烧时无烟煤放出的热量比干木柴多。你认为呢?说说理由。
2. 某人提着一袋质量为5kg的大米，从1层步行至5层，每层楼的层高为3m，他对这袋大米做了多少功?要使一定量的汽油完全燃烧放出的热量和他所做的功数值相等，则需要多少汽油?（g取10N/kg）
3. 如果干木柴跟煤油完全燃烧放出的热量相等，那么干木柴的质量应该是煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由。
4. 全球汽车保有量在迅速增长，截至2022年底，我国燃油汽车保有量约为3亿辆。假设每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约多少燃油？