人教版（2024）九年级全册（2024）第3节 热机的效率课堂教学课件ppt

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视频：天问一号探测器发射视频
为什么发射火箭上天要用氢作燃料，而不用汽油或酒精呢？
老师，为什么大型工厂用煤作燃料而不用干木柴作燃料呢？
这是因为不同的燃料释放热的本领不同。
探究点1 燃料的热值
生活中，我们烧开同样一壶水，如果分别用木柴、煤和汽油来作燃料，消耗的燃料一样多吗？
学校在环境温度为20℃时，每天向学生提供100kg开水，若用以下燃料烧开这些水，则需
根据你的经验，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。
(1)试想一下为什么使用不同的燃料，消耗的燃料质量不同呢？(2)怎样比较燃料释放热量的能力呢？
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。
热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。
国际单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
(1)不同燃料释放热量的能力是不一样的。(2)比较燃料释放热量的能力的方法：①取质量相同的不同燃料，让它们完全燃烧，比较释放热量的多少；②让不同燃料释放出相同的热量，比较它们燃烧质量的多少。(3)我们把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q表示，热值的单位是J/kg、J/m3。
热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。
(1)酒精的热值是3.0×107 J/kg，代表的物理意义是1 kg的酒精完全燃烧释放的热量是3.0×107 J。(2)根据热值的概念和热值所代表的物理意义，交流讨论得出燃料燃烧时释放热量的公式：Q＝mq或Q＝Vq，其中m是燃料的质量，单位是kg；V是燃料的体积，单位是m3；q是燃料的热值，单位是J/kg、J/m3。
Q = qm 固、液体燃料Q：热量，单位：Jq：热值，单位：J/kgm：质量，单位：kg
Q = qV 气体燃料Q：热量，单位：Jq：热值，单位：J/m3V：体积，单位：m3
例 1 m3 甲烷完全燃烧产生多少 J 热量？这些热量可以使多少 kg 的水从 20 ℃ 加热到 100 ℃？（甲烷的热值 q甲烷 = 4.2×107 J/m3）
解： 1 m3 甲烷完全燃烧放出热量为：
Q = q甲烷V = 4.2×107 J/m3×1 m3 = 4.2×107 J
例 下列关于热值的说法正确的是（ ）A. 2 kg 煤的热值大于 1 kg 煤的热值B. 燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C. 0.5 kg 酒精完全燃烧时放出的热量为1.5×107 J， 则此酒精的热值是 0.75×107 J/ kgD. 燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关
探究点2 热机的效率
我们在日常生活中用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？若不能，燃烧过程中又有哪些能量损失呢？
①煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；②装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收了一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。
锅炉烧水时，燃料能被完全利用吗？
高温的烟气带走相当一部分热量，
（1）改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧。（2）减少各种热量损失。
①加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；②使用较好的保温材料，减少热损失。
将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更完全燃烧。
汽车燃料燃烧的能流图：
(1)热机在工作过程中的能量损失有哪些？(2)怎样用公式表示热机的效率？
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，叫作热机的效率。
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
思考：如何提高热机效率，节约能源，减少污染？
①使燃料尽可能充分燃烧.
②在设计和制造热机时，要不断改进和创新，减少各种能量损失.
③使用时注意保养，使机器保持良好的润滑，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的能量.
斯蒂芬森的“火箭号”蒸汽机车，它诞生于1829年
阅读教材 P33《从火车到火箭》短文
燃料燃烧释放热量的公式
1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 ) A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B．燃料没燃烧时就没有热值C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D．容易燃烧的燃料热值一定大
2．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％，摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为__________。
3. 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。
燃料完全燃烧时放出的热量，除了与燃料种类(热值)有关外，还与燃料的质量有关，题中未给出两种燃料的质量信息，所以此观点不正确.
4. 如果干木柴跟煤油放出的热量相等，那么干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由。