九年级物理14.2导学案：热机的效率

第2节 热机的效率

[学习目标]

1、理解并掌握热值的概念、单位、计算公式 2、会运用热值的计算公式进行计算。

3、理解并掌握热机效率的概念、热散失的途径、提高热机效率的方法。 4、了解燃料燃烧对环境的影响。

[学习重点难点]

会运用热值的公式进行计算 [知识链接]： [学习过程]

（一）引入新课

炒菜做饭，奔驰的汽车，直入苍穹的火箭等都离不开燃料，燃料燃烧是将化学能转化为内能，从原始人类开始使用火起，至今人们获得的大部份能量都是通过燃料的燃烧获得的，我们在家煮饭用的燃料是什么？其利用率如何？如何提高其利用率？这节课我们就来研究

（二）探究新知 一 .燃料的热值

1.（1）燃料的种类很多，按照物体状态的不同分为固体燃料、液体燃料和气体燃料，请

说出我们生活中常见的固体燃料、液体燃料和气体燃料有哪些?

（2）燃料燃烧时会放出能量，那么不同种类的燃料燃烧时释放的能量是否相同？

（3）如何来比较不同种类的燃料燃烧时释放能量的多少呢？

2、为了反映不同燃料燃烧时放出能量的多少，物理学中引入了 的概念。

（1）热值的定义：某种燃料 放出的 与其 之比，叫做这种燃

3

料的 ；热值在数值上等于 某种燃料 放出（2）热值的单位 ，符号是 。 （3）利用热值计算热量的公式是

气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算气体燃料放热时，公式应该 写成 单位符号是 。

（4）观察小资料常见燃料的热值表，说明热值是燃料的 之一， 汽油的热值是 ，

它表示的物理意义是 一桶汽油与半桶汽油相比，哪个热值大？

反馈 1.完全燃烧0.5kg的酒精放出的热量？(酒精热值为3.0×10J/ m3)

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2. .完全燃烧0.5m3的沼气放出的热量？（沼气热值为1.9×10J/ kg）

3、下列关于热值的说法正确的是（ ） A.燃料不燃烧，其热值为零。 B.燃料不完全燃烧其热值要变小。

C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。 D. 燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。 （二）热机的效率

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阅读23-24页“热机效率”部分，回答下列问题，

1、热机效率定义是__________________________________________。 计算公式应该写成

2、蒸汽机的效率很低，只有 ，汽油机的效率为 ，柴油机的效率为 。

3、 是热机性能的重要指标。 4、观察右图，想一想热机的效率能达到100﹪吗？为什么？我们应该如何提

（三）环境保护

1、燃料燃烧对环境有哪些影响？

2、结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？

【典型例题】

1．与煤炭相比，使用天然气能减少对空气的污染。天然气的热值是7．5×107J／m3，若某家庭一个月使用了10m3的天然气，则这些天然气完全燃烧时放出的热量是____________J；这些热量相当于完全燃烧_________kg烟煤放出的热量。(设烟煤的热值是3.0×l07J／kg)

2、关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）

A．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关 B．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值 C．燃料燃烧时，质量越大，热值越大

D．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 3、甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）

高

热

机

效

率

？

A.甲内燃机的功率比较大 B.甲燃烧需要的燃料较少 C.工作时间相同，甲耗油较少D.甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大 4、为了提高热机效率，应尽可能做到（ ）

A．采用优质燃料 B．降低热机功率 C．减少热机的各种热损失，保持良好的润滑 D．避免使用热机 5、关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）

A．蒸汽机效率比内燃机高 B．热机的功率越大，它的效率一定越高

C．热机的效率是热机性能的重要指标 D．热机使用的燃料热值越大，热机效率 就越高．

【课后巩固】

1、2009年4月15日零时16分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第二颗北斗导航卫星送入预定轨道。“长征三号丙”运载火箭采用液态氢做为火箭的燃料，原因是液态氢具有（ ）

A．较大的比热容 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较高的凝固点

2、煤油的热值是4.6χ10J/kg,意义是___________________________将质量4kg的煤油完全燃烧放出的热量是 ,如果将煤油倒掉一半,它的热值将

为 J/kg .

3、热机是把________转化为_______能的机器。在热机里，转化为_______的能量和燃料完全燃烧所放出的能量的比值称为热机效率。

4、有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（ ） A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能 5、以下提高热机效率的方法中，错误的是（ ）

A．尽量减小热机功率 B．尽量使燃料充分燃烧 C．保证转动部分良好的润滑 D．尽量减少各种热散失 6、甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（ ） A．甲热机消耗的燃料多 B．甲热机比乙热机做功少

C．甲热机的功率比乙热机的小 D．做相同的有用功，甲损失的能量比乙损失的多 7、如图4所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于

A．

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E1E×100% B．4×100% E4E1C．

E3?E4×100% E1

D．

E4×l00%

E1?E2?E3?E4?E5 8某中学为学生供应开水，用锅炉将200K g的水从25℃加热到100℃，燃烧了6Kg的无烟煤。（无烟煤的热值是3.4×107J/kg, 水的比热容为4.2×103J/(kg·℃) （1）锅炉内200K g的水吸收的热量是多少焦耳？ （2）6Kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？ （3）此锅炉的效率是多少？

9、小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4×107J／m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？

10、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：

（1）水箱中水的质量；水吸收的热量【c水=4.2×103J／(kg·℃)】

（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少kg的煤气（煤气的热值为q=4.2×107J／kg）

11、泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在

车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的平均阻力是3.0×103 N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求： （1）专用车牵引力所做的功;（2）燃油放出的热量;（3）该专用车的热机效率是多少?（4）汽车的轮胎上有凹凸不平的花纹，这样做的好处是什么？