14.5热机的效率导学案(无答案)2023-2024学年人教版物理九年级上学期

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14.5热机的效率导学案(无答案)2023-2024学年人教版物理九年级上学期

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热机的效率
教学重点:了解热机的效率,如何提升热机的效率,对能量守恒定律的理解与掌握
教学难点:热机效率的计算,对能量守恒定律的理解与掌握
上节课我们学习了热机,不同热机工作效率不同,通过什么来反应热机的效率呢?比如汽油机的效率是怎么进行计算?烧煤的火车的效率又是怎么计算,新能源汽车烧天然气,它的热机效率怎么计算?
我们知道效率是 与总功的 ,那么热机的效率中的有用功为牵引力所做的功,总功是什么呢? ,所以研究热机的效率,就得研究燃料的燃烧方面的性质。
一、燃料的热值
1、化学中,3大化石燃料是什么?
、 、
相同质量的煤、石油、天然气完全燃烧时,他们放出的热量是否相同?
原因是什么?因为三种燃料自身某一种性质不同,完全燃烧放出的热量
3、我们把燃料燃烧自身的某种性质称为热值。由此可见,热值也是燃料本身的一种特性,与质量变化、体积变化等 (有关/无关)
热值定义:把某种燃料 放出的 与 的比值,如果是气体燃料,则是 放出的 与 的比值
热值的符号 ,公式 或 ,单位 或
4、在实际的燃烧过程中,燃料能否充分燃烧? 如不能则燃料的热值是否会发生变化?
二、热机的效率
5、我们在用煤气烧水的时候,煤气能否充分燃烧, ;煤气燃烧放出的热量能否都被水吸收? ;若不能都吸收那么去哪里了呢?
6、在八年级我们学习了机械效率,那么我们能不能用类似的方法来计算出内燃机的效率呢? 表示有用功.Q放表示总功。推导出计算公式?η= = 这里的有用功W有可以表示汽车牵引力做的 ,也可以表示在加热物体时,物体所 的热量Q吸,所以Q吸也可代替W有,此时的热机效率η=
7、热机的效率是热机性能的重要指标,热机效率高说明热机的性能 (好/差),我们应该尽可能的 (提高/降低)热机效率,提高热机效率有何意义呢?节约 , 污染 怎么提高热机效率?① 使燃料充分
② 能量损失,二次利用废气 ③注重润滑保养, 摩擦
能量转化与守恒
在自然界有各种形式的能量,比如热机通过燃料燃烧推动活塞做功,能量转化为
转化为 ,燃料本身又具有化学能,太阳光也具有能量,我们称为 ,到了晚上我们需要照明,用到 能........
1、常见的能量形式 、 、 、 、
2、在一定条件下,各种形式的能量都可以相互 。比如利用太阳光发电,能量转化为 转化为 ,而灯泡发光能量转化为 转化为 。
能量还可以从一个物体 到另一个物体。比如电能从发电厂转移到各个用电器,或者热水袋的热量转移到人的手上。
问题:能量在转移或转化的过程中,能量的总量变化了吗?
比如太阳能接收板,5J的太阳能转化为4J的电能,能量的总量为 ,可电能只有4J,是不是能量的总量在转化过程减少了呢? ,因为在转化过程中,有1J的能量损失掉了,可能转化为接收板的热能。
再比如热水袋放出10J的能量,能量总量为 ,但是人只吸收了5J,是不是能量的总量减少了呢? 因为在转移过程中,有 J的能量损失掉了,没有被人体吸收。
能量守恒定律:能量既不会凭空 ,也不会凭空 ,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移过程中,能量的总量保持不变。
永动机
水流冲击叶片,叶片转动对外做功,这部分我们认为是能量的总量,而抽水器与轮轴之间,上升的水与管道之间有 ,叶片对外做的功会发生 ,不能使抽水器抽上与高处下落的 量的水,即高处的水会逐渐 ,至没有水时,装置会停止工作。
小结:没有永动机的原因:过程中会发生能量损失,装置不能 恢复原状态。
练习:1.(3分)传统的燃油汽车能量的利用率很低,为了节能环保,我国大力发展新能源汽车代替传统燃油汽车。经测量某燃油汽车汽缸向外散热占26%,废气带走的能量占32%,摩擦等机械损耗占12%,则该燃油汽车的热机效率约为(  )
A.68% B.42% C.30% D.12%
2.(3分)甲、乙两种燃料,甲的质量是乙的2倍,甲、乙完全燃烧后放出的热量之比为3:2,则甲、乙两种燃料的热值之比为(  )
A.3:4 B.4:3 C.2:3 D.3:2
3.(3分)如图所示是某品牌汽车的汽油机的能量流向图,分析此图,下列说法不正确的是(  )
A.通过改进技术可以将汽油机的效率提高至100%
B.该汽车内能机输出的有用功为30%
C.冷却水内能的二次利用可提高能量的利用率
D.废气排放占比最大,减少该部分能量损失可有效提高汽油机的效率
4.(3分)对于燃料的热值,下列说法中属于正确理解的是(  )
A.容易燃烧的燃料热值大
B.燃料没燃烧时就就没有热值
C.燃料的热值越大,燃料燃烧时放出的热量越多
D.燃料的热值与燃料的质量和是否完全燃烧无关
5.(3分)我省煤炭能源丰富,煤炭是一种重要能源,合理开发利用煤炭是节约能源的一个重要手段。为判断煤炭品质的优劣,最科学的方法是检验煤炭的(  )
A.比热容 B.密度 C.热值 D.温度
6.(3分)有一种叫做“压电陶瓷”的电子元件,当对它挤压或拉伸时,它的两端就会形成一定的电压,这种现象称为压电效应。一种燃气打火机,就是应用了该元件的压电效应制成的。只要用大拇指压一下打火机上的按钮,压电陶瓷片就会产生10kV~20kV的高压,形成火花放电,从而点燃可燃气体。在上述过程中,压电陶瓷片完成的能量转化是(  )
A.化学能转化为电能 B.内能转化为电能
C.光能转化为内能 D.机械能转化为电能
7.(3分)如图所示的设计,上面水箱里的水冲到叶轮上,带动水泵旋转把下面水箱的水又抽到上面水箱中,这样上面的水就永远不会减少,可以一直带动水泵工作。这种设计理念违背了(  )
A.阿基米德原理 B.能量守恒定律
C.牛顿第一定律 D.光的反射定律

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