物理九年级全册（2024）第3节 热机的效率精品学案设计

这是一份物理九年级全册（2024）第3节 热机的效率精品学案设计，共6页。学案主要包含了知识梳理，方法技巧，巩固训练，专题练习，解题技巧等内容，欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l _Tc9434 【知识梳理】 PAGEREF _Tc9434 \h 1
\l _Tc12585 知识点1：燃料的热值 PAGEREF _Tc12585 \h 1
\l _Tc25771 知识点2：热机效率 PAGEREF _Tc25771 \h 4
\l _Tc18947 【方法技巧】 PAGEREF _Tc18947 \h 6
\l _Tc16081 方法技巧 1. 热效率的计算与热机效率的计算 PAGEREF _Tc16081 \h 6
\l _Tc17559 【巩固训练】 PAGEREF _Tc17559 \h 7
【知识梳理】
知识点1：燃料的热值
1. 定义
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值，符号：q。
关键：完全燃烧（燃料全部烧尽，无剩余），不完全燃烧放热少于计算值。
计算公式
Q放=mq
Q放：燃料完全燃烧放热，单位J
m：燃料质量，单位kg
q：热值，单位J/kg
Q放=Vq
Q放：燃料完全燃烧放热，单位J
V：气体体积，单位m3
q：气体热值，单位J/m3
3. 物理意义
例：汽油热值4.6×107 J/kg 含义：1 kg汽油完全燃烧，放出4.6×107 J的热量。
4. 热值特性
热值是燃料本身属性，只与燃料种类有关；与燃料质量、体积、是否燃烧、完全燃烧无关。
【专题练习】
1．下表是一些燃料的热值，根据表中数据，下列判断正确的是（ ）
A．不同燃料热值一定不同
B．液体燃料的热值一定比固体燃料的热值高
C．完全燃烧焦炭比完全燃烧干木柴放出的热量多
D．航空航天常用氢作燃料是因为氢有较大的热值
【答案】D
【详解】A．由表格数据可知，煤油和汽油是不同燃料，它们的热值是相同的，故A错误；
B．由表格数据可知，通常情况下的酒精是液体燃料，其热值比固体燃料木炭低，故B错误；
C．燃料完全燃烧放热的多少与燃料的质量和热值有关，虽然焦炭的热值比干木柴高，但两者质量大小未知，所以不能确定完全燃烧焦炭比完全燃烧干木柴放出的热量多。故C错误；
D．航空航天常用氢作燃料是因为氢有较大的热值，与其他燃料相比，在质量相等时，氢完全燃烧能释放更多的热量。故D正确。
故选D。
2．煤气的热值是，小宸用如图煤气灶烧水时，进行了如下思考，正确的是（ ）
A．煤气燃烧越充分，其热值越大
B．完全燃烧的煤气放出的热量是
C．完全燃烧的煤气，水吸收的热量是
D．煤气灶头做成多孔状是为了降低煤气灶的热效率
【答案】B
【详解】A．热值是燃料本身的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧、燃料的多少无关。煤气燃烧越充分，相同体积的煤气放出的热量越多，但其热值是不变的。故A错误；
B．煤气的热值是3.9×10⁷J/m³，其物理意义是：1m³的煤气在完全燃烧时所放出的热量是3.9×10⁷J。根据热量计算公式，当煤气体积时，其完全燃烧放出的热量，故B正确；
C．煤气完全燃烧放出的热量并不能全部被水吸收，会有一部分热量散失到空气中，或被锅、灶具等吸收。因此，水吸收的热量会小于煤气完全燃烧放出的热量，即小于3.9×10⁷J。故C错误；
D．煤气灶头做成多孔状，是为了增大煤气与空气（氧气）的接触面积，使煤气燃烧更充分，从而提高热量的利用率，即提高煤气灶的热效率。故D错误。
故选B。
3．液氢燃料具有来源广、热值高、无污染等特点。完全燃烧0.6 kg、热值为的液氢，放出的热量相当于完全燃烧_________kg、热值为的焦炭所放出的热量。若液氢在使用中未完全燃烧，则其热值将_________（选填“变大”“变小”或“不变”）。
【答案】 2.8 不变
【详解】[1]液氢完全燃烧放出的热量
液氢完全燃烧放出的热量等于焦炭完全燃烧放出的热量，完全燃烧焦炭的质量
[2]热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料是否完全燃烧、燃料的质量等因素无关，故液氢在使用中未完全燃烧，则其热值将不变。
知识点2：热机效率
1. 定义
热机用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的总能量之比，叫做热机效率，符号η。
2. 计算公式
η=W有Q放×100%
η : 热机效率
W有：热机对外输出的机械能（牵引力做功），单位J；
Q放：燃料完全燃烧总放热；
结果用百分数表示，η