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(共27张PPT)
人教版九年级全一册物理
14.2 热机的效率
1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。
2. 能计算燃料完全燃烧放出的热量。
3. 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向及散失的途径
4. 掌握热机效率的计算方法，了解如何提高热机效率。
课程导入
2023年7月12日，朱雀二号成功发射
全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭！
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
燃料的热值
燃料是指可燃烧的物质，最常见的是按其物理状态分类
液体燃料
汽油、酒精等
固体燃料
煤气、天然气等
气体燃料
木炭、煤等
不同燃料的放热本领相同吗？
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
燃料的热值
　　怎么比较它们谁的放热本领强呢？
　　经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
烧开同样质量的水，需要的木柴远比天然气多
质量相等的不同燃料完全燃烧时所放出的热量是不同的
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
定义：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。
符号：q
单位： J/kg （或 J/m3）
【燃料的热值】
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
【计算热量公式】
Q放＝Vq
Q放＝mq
m（kg）：燃料的质量
V（m3）：燃料的体积
Q放（J）：
燃料完全燃烧释放的热量
燃料的热值
q（J/kg）
q（J/m3）
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
表示1 kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107 J。
q煤= 3.4×107 J/kg 的物理意义是什么？
热值表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
固体 热值 J/kg
干木柴 1.2×107
烟煤 2.9×107
焦炭 3.0×107
无烟煤 3.4×107
木炭 3.4×107
液体 热值 J/kg
酒精 3.0×107
柴油 4.3×107
石油 4.4×107
汽油 4.6×107
煤油 4.6×107
气体 热值 J/m3
煤气 3.9×107
天然气 (7.1~8.8)×107
气体 热值 J/kg
氢 1.4×108
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
观察与思考
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
燃料的热值
10 t 氢完全燃烧放出______J 的热量？
[ q氢=1.4×108 J/kg ]
若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要____t 干木柴？
[ q木=1.2×107 J/kg ]
Q放 = q氢m氢=1.4×108 J/kg×10×103 kg = 1.4×1012 J
m木 =
Q放
q木
1.4×1012 J
1.2×107 J/kg
≈ 1.17×105 kg = 117 t
=
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
观察与思考
这说明：热机的燃料一般_____完全燃烧。
　　　　放出来的热量比按热值计算的_____。
汽车发动机工作时总是要排出废气，如果不进行保养，废气颜色会越来越黑，也会发出更大的汽油味。
小
不能
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
观察与思考
汽车发动机通常用水来散热，
这是因为水的_________。
发动机需要散热，说明了什么？
比热容大
燃料燃烧释放的能量有一部分通过热传递散失了。
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观察与思考
　　在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
机械摩擦损失的能量
散热损失的能量、
废气带走的能量
燃料放
出能量
做有用功的能量
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
知识点
燃料的热值：（1）定义：热值是指某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，是一种物质特定的性质。（2）单位：J/kg，读作焦每千克。（3）理解：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。气体燃料的热值在数值上等于1燃料在标准状态下完全燃烧放出的热量。单位是焦每立方米，符号是。（4）计算公式：固体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=q。气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q=Vq。Q 表示热量（J），q 表示热值（J/kg）， 表示固体燃料的质量（kg），V 表示气体燃料的体积（）。
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知识点
环境保护
（1）热机带来的环境污染：废气污染、噪声污染、热污染。
（2）保护措施：改进燃烧设备，消除粉尘；提高燃料的综合利用率，采取集中供暖；开发利用污染小和无污染的能源，如太阳能、地热能、风能等；在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染。
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课堂练习
例题1：下列说法中正确的是（ ）。
A. 燃料的热值与燃料燃烧的程度有关
B. 燃料的热值与燃料的种类有关
C. 燃料的热值与燃料的多少有关
D. 燃料的热值与以上三个因素都有关
B
知识点：燃料热值的理解
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课堂练习
【解析】
热值是某种燃料完全燃烧放出的能量。热值的大小与燃料的燃烧程度无关，所以选项A说法不正确。热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，不同种类的燃料其热值一般不同，所以选项B说法正确。燃料的热值与燃料的多少无关，所以选项C说法不正确。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃烧程度，质量的多少以及是否燃烧等均无关，所以选项D说法不正确。故选B。
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课堂练习
例题2：燃气灶烧水时把质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到100 ℃，共燃烧了0.02天然气（假设天然气完全燃烧）。已知水的比热容为4.2× J/（kg·℃），天然气的热值为8.4× J/。求：
（1）水吸收的热量。
（2）天然气完全燃烧放出的热量。
（3）燃气灶烧水时的效率。
知识点：热机的效率计算
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课堂练习
【解析】
（1）水吸收的热量：
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
（3）燃气灶的效率：。
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课堂练习
【解析】
（1）水吸收的热量：
（2）天然气完全燃烧放出的热量：
（3）燃气灶的效率：。
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实战演练
例1：下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（ ）。
D
A. 热机排出的尾气没有内能
B. 热机的效率能达到100%
C. 热机都是使用汽油作燃料
D. 热机的大量使用会造成环境污染
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实战演练
【解析】
一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，所以选项A错误；热机在工作时不可避免地要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，所以选项B错误；汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油，蒸汽机燃烧煤，并不是所有的热机都燃烧汽油的，所以选项C错误；热机在使用时会排放出一些有害气体，造成环境污染，所以选项D正确。故选D。
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
实战演练
例2：（1）燃料燃烧过程：把燃料的 能转化为 能。
（2）燃料的热值：1 kg的某种燃料 燃烧放出的热量，叫作这种燃料的热值。符号： ；单位： 。
（3）燃料的热值是燃料的一种特性。同种燃料的热值相同。酒精的热值是3.0× J/kg，表示的物理意义是 的酒精完全燃烧所放出的热量是 。
（4）燃料燃烧放出热量计算：Q= 。变形式m= ；q= 。
化学
热
完全
q
1kg
3.0
mq
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实战演练
例3：热机对环境的污染，主要是 污染和 污染。
【解析】
热机对环境的影响包括两个方面，废气中主要包含二氧化碳、二氧化硫，会造成温室效应和酸雨；热机工作时会产生噪音。
大气
噪声
梦里能达到的地方，总有一天，脚步也能达到
课堂小结
燃料的热值。
热机的效率:把热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机的效率。热机的效率总小于1。
改变世界的热机:蒸汽机、蒸汽轮机、内燃机、火箭发动机、喷气发动机。
地球就在我们手中：废气污染、温室效应、热污染、噪声污染等。

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