九年级物理下册(人教版)：第十四章 内能的利用第2节 热机的效率

14.2 热机的效率1．燃料的热值(1)燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储藏在燃料中的化学能被释放，转变成周围物体的内能。

因此，燃料燃烧过程是化学能转化成内能的过程。

(2)物理意义：燃料的热值是反映燃料放热本领大小的物理量，热值越大，说明燃料的放热本领越大。

(3)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。

(4)定义式：q ＝Qm，其中q 表示燃料的热值，Q 表示燃料完全燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量。

(5)单位：焦/千克，读作焦每千克，用符号J/kg 表示。

(6)燃料的热值表干木柴 约1.2×107J·kg －1柴油 4.3×107 J·kg －1烟煤 约2.9×107J·kg－1煤油 4.6×107 J·kg －1无烟煤 约3.4×107J·kg－1汽油 4.6×107J·kg －1焦炭 3.0×107J·kg －1氢 1.4×108J·kg －1木炭3.4×107 J·kg －1煤气约3.9×107 J·m －3酒精 3.0×107 J·kg －1沼气1.9×107 J·m －3①热值是燃料的一种特性，不同燃料的热值一般不同。

②在常见的燃料中，氢的热值最大，常用于火箭。

③液体燃料的热值比固体燃料的热值大。

(7)燃料完全燃烧放出热量的计算①固体和液体燃料：Q ＝qm ，式中m 的单位为kg ，q 的单位为J/kg ，则Q 的单位为J 。

②气体燃料：Q ＝qV ，式中V 的单位为m 3；q 的单位为J/m 3，则Q 的单位为J 。

谈重点 热值(1)对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1 kg”“某种燃料”“完全燃烧”。

1 kg 是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1 kg ，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。

第十四章内能的利用第2节热机的效率【目标】1.从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。

2.通过能量的转化与转移，认识效率，能计算热机的效率。

【重点】1.认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。

2.认识热机的效率，计算热机的效率。

3.提高热机效率的途径【难点】认识热机的效率，计算热机的效率。

【自学反馈】1、某种燃料完全燃烧所放出的________与____________之比，叫作这种燃料的热值。

2、热值的单位由______与________的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是，质量的单位是，所以热值的单位是，符号是___________。

3、酒精的热值是3.0×107J/kg，物理意义是：____________________________。

4、对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。

用来______的那一部分能量与燃料______________放出的热量之比，叫热机效率。

5、蒸汽机的效率只有__________，汽油机的效率可以达到__________，柴油机的效率可以达到_____________。

6.提高燃料利用率的措施，。

6、设法利用_______________带走的热量，是提高燃料利用率的重要措施。

知识点一、热值（q）1.定义：把某种燃料完全燃烧释放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值．另一种表述：1kg的某种燃料完全燃烧所放出的热量叫热值。

2.热值是表示燃料燃烧的特性。

燃料的燃烧是一种化学变化，将燃料的化学能转化为内能。

3.单位：J/kg（固体或者液体） J/m3(气体)4.放热公式：Q放=qm或Q放=qv（其中m是燃料的质量，单位是kg，q是燃料热值，单位是J/kg、J/m3；V是体积，单位是/m3）1特别提醒：（1）热值是燃料的一种性质，与是否燃烧无关，与是否充分燃烧也无关。

不同燃料释放热量的能力是不一样的。

（2）热值物理意义：煤气的热值是3.9×107J/m3：1m3的煤油完全燃烧释放的热量是3.9×107J。

《热机的效率》教学设计方案（第一课时）一、教学目标1. 理解热机的观点和原理。

2. 掌握热机的效率及其影响因素。

3. 学会应用热机效率原理解决实际问题。

二、教学重难点1. 教学重点：掌握热机的效率及其影响因素，理解热机的原理。

2. 教学难点：如何应用热机效率原理解决实际问题。

三、教学准备1. 准备教学PPT，包括热机图片、原理图、效率图等。

2. 准备实验器械，包括热机模型、温度计、计时器等。

3. 准备相关视频和案例，帮助学生理解热机效率原理。

4. 设计一些练习题，用于学生实践应用。

四、教学过程：本节课的教学目标是让学生理解热机的效率的观点，掌握提高热机效率的方法，并能够在实际生活中应用。

教学过程分为以下几个环节：1. 引入环节：起首通过一些实际生活中的热机应用案例，让学生了解热机的重要性和广泛性。

然后通过设问，引导学生思考热机效率的影响因素和重要性。

2. 探究环节：通过实验，让学生观察热机的能量转化过程，理解热机的效率观点。

实验中可以应用一台真实的发动机模型，让学生观察其能量转化过程，并通过数据记录和计算，得出热机的效率。

3. 讲解环节：讲解提高热机效率的方法，如改善燃烧过程、减少摩擦损失、选择合适的发动机材料等。

可以通过PPT和视频资料进行展示和讲解，同时引导学生思考如何在自己的生活中应用这些方法。

4. 实践环节：组织学生进行小组活动，模拟设计和测试提高热机效率的方案。

学生可以选择不同的热机设备，如汽车、柴油机等，设计并实施提高其效率的方案。

教师在此过程中进行指导和答疑。

5. 总结环节：每个小组展示他们的效果，分享他们在设计和实施方案过程中的经验和教训。

教师对每个小组的表现进行点评和总结，强调热机效率的重要性，并鼓励学生在实际生活中应用所学知识。

6. 作业安置：要求学生课后思考如何将热机效率的观点应用到其他领域，如能源利用、环境珍爱等，并进行初步的方案设计。

教学设计方案（第二课时）一、教学目标1. 理解热机的效率的观点和计算方法。

人教版九年级物理第十四章《内能的利用》第2节《热机的效率》教学设计一、教材内容分析本节内容是学生在学习完热机、内燃机后，在已经学习过机械效率的基础上对于效率的进一步学习。

使学生体验到科学、技术和社会的相互关系，体验科学在社会生活生产中的应用。

二、课标要求了解热机效率的概念、能进行热机效率计算，知道热机的使用在给人们带来便利的同时，也造成了环境污染。

三、学情分析：初三的学生学习物理已经一年，有一定的计算能力基础，而且已经学习过机械效率，对比学习热机效率应该不难。

经过几年的学习改革，大多数学生能够自主学习，学生的自主学习，小组合作学习的意识比较强。

在掌握知识上学生两极分化严重，知识的应用深度不够，所以更应当发挥小组的作用。

四、教学目标（一）知识与技能1.知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能2.知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表（二）过程与方法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.能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。

3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。

（三）情感态度和价值观结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义五、教学重难点重点是燃料热值的概念和理解，热机的效率。

难点是对热机的效率的理解。

六、教学策略结合教学实际及中考要求，对本节内容加大容量，增加热机效率计算及应用内容，这样做主要是为了加深学生对于热机效率概念的理解，以及对于概念延伸出的公式的应用；同时增加了“提高热机效率的途径”部分内容，这样主要是基于对学以致用，提高学生将所学的内容应用于实际生活的能力。

七、教学资源准备课前收集的燃料的图片、多媒体课件等思考：运载火箭是用煤油、酒精、偏二甲肼、液态氢等作为燃烧剂，而用硝酸、液态氮等提供的氧化剂帮助燃烧的，人们习惯上把燃烧剂和氧化剂通称为火箭发动机的燃料思考：为什么使用这些燃料？火箭的重量，使卫星快速地送上轨道。

新听课记录课程名称：2024秋季九年级人教版物理全一册《第十四章内能的利用第2节热机的效率》一、教学目标（核心素养）标体加粗：本节课旨在通过理论讲解与实例分析，使学生深入理解热机效率的概念、计算方法及其影响因素，培养学生的科学思维、能源效率意识及问题解决能力，同时引导学生关注能源利用的效率问题，树立节能减排的环保意识。

二、导入1.1 教师行为•教师首先展示一段关于不同型号汽车燃油消耗量的对比视频，引导学生思考：“为什么同样行驶一段距离，不同汽车的燃油消耗量会有差异？这种差异与什么因素有关？”1.2 学生活动•学生观看视频，对汽车燃油消耗量的差异产生好奇，并尝试从视频中寻找答案。

•思考教师提出的问题，部分学生提出可能与汽车发动机的效率有关。

过程点评：通过视频导入，直观展示了热机效率在实际应用中的体现，有效激发了学生的学习兴趣和探究欲望，为后续学习热机效率的概念和影响因素做了良好铺垫。

三、教学过程1. 热机效率的概念1.1 教师行为•讲解热机效率的定义，即热机在工作过程中，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

•通过图示和公式说明热机效率的计算方法。

1.2 学生活动•认真听讲，记录热机效率的定义和计算方法。

•尝试理解热机效率的物理意义，即衡量热机性能优劣的重要指标。

过程点评：教师讲解清晰，学生理解迅速，为后续学习热机效率的影响因素打下了坚实的基础。

2. 热机效率的影响因素1.1 教师行为•引导学生分析热机效率的影响因素，如燃料的热值、热机的设计、工作状况等。

•通过实例分析，如改进燃烧室结构、提高气缸密封性等措施对热机效率的影响。

1.2 学生活动•分组讨论热机效率的影响因素，每组选取一个因素进行深入分析。

•汇报讨论结果，提出提高热机效率的建议。

过程点评：通过分组讨论和实例分析，学生不仅掌握了热机效率的影响因素，还培养了合作学习和分析问题的能力。

3. 提高热机效率的途径1.1 教师行为•总结提高热机效率的主要途径，如采用新技术、新材料、优化热机设计等。

教案：人教版九年级物理第十四章第2节热机的效率一、教学内容1. 热机效率的定义：热机效率是指热机所做的有用功与燃料完全燃烧所释放的热量之比。

2. 热机效率的计算方法：热机效率 = 有用功 / 输入热量。

3. 提高热机效率的途径：减少热损失、提高燃料的燃烧利用率、减少摩擦和磨损等。

二、教学目标1. 让学生理解热机效率的概念，掌握热机效率的计算方法。

2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。

3. 培养学生节约能源、保护环境的意识。

三、教学难点与重点1. 教学难点：热机效率的计算方法和提高热机效率的途径。

2. 教学重点：热机效率的概念和计算方法的运用。

四、教具与学具准备1. 教具：黑板、粉笔、多媒体课件。

2. 学具：笔记本、尺子、计算器。

五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示汽车、蒸汽机等热机工作时的情景，引导学生思考热机的效率问题。

2. 概念讲解：在黑板上写出热机效率的定义，并用粉笔进行解释，让学生理解和记忆。

3. 计算方法讲解：通过示例，讲解热机效率的计算方法，让学生跟随老师一起计算，加深理解。

4. 提高热机效率的途径：讲解减少热损失、提高燃料的燃烧利用率、减少摩擦和磨损等方法，让学生了解如何提高热机效率。

5. 例题讲解：出示一些有关热机效率的例题，让学生运用所学的知识进行解答，巩固所学内容。

6. 随堂练习：让学生独立完成一些有关热机效率的练习题，检验学生对知识的掌握程度。

7. 作业布置：布置一些有关热机效率的作业题，让学生课后巩固所学知识。

六、板书设计1. 热机效率的定义2. 热机效率的计算方法3. 提高热机效率的途径七、作业设计1. 题目：小明家里有一台燃油暖气机，每次燃烧0.5kg的燃油可以加热40m³的空气，空气的温度升高了10℃。

请问这台燃油暖气机的效率是多少？答案：计算燃油完全燃烧释放的热量：Q放= mq = 0.5kg × 40000J/kg = 20000J。

教学设计：新2024秋季九年级人教版物理全一册《第十四章内能的利用第2节热机的效率》一、教学目标（核心素养）1.物理观念：理解热机效率的概念，能够识别并分析影响热机效率的因素。

2.科学思维：通过计算和分析，培养学生的逻辑推理能力和问题解决能力，理解提高热机效率的重要性。

3.科学探究：通过实验或案例分析，探究提高热机效率的方法，培养学生的实践能力和创新精神。

4.科学态度与责任：引导学生关注能源利用效率和环境保护问题，树立节能减排、可持续发展的观念。

二、教学重点•理解热机效率的概念及其计算方法。

•分析影响热机效率的因素，并探讨提高热机效率的方法。

三、教学难点•准确计算热机效率，理解能量转化和损失的过程。

•综合运用所学知识，提出有效的提高热机效率的方案。

四、教学资源•多媒体教学课件，包含热机效率概念解释、影响因素分析、提高效率方法介绍等内容。

•实验器材（如温度计、燃料燃烧装置等，视条件而定），用于模拟热机工作过程或展示能量损失现象。

•教材及配套习题册，用于知识点巩固和练习。

五、教学方法•讲授法：结合多媒体课件，讲解热机效率的概念和计算方法。

•讨论法：引导学生分析影响热机效率的因素，并讨论提高热机效率的方法。

•案例分析法：通过具体案例，让学生理解热机效率在实际应用中的重要性。

•实验演示法（如条件允许）：通过实验演示能量损失过程，增强学生对热机效率概念的理解。

六、教学过程1. 导入新课•生活实例引入：展示一段关于汽车尾气排放或工厂烟囱排烟的视频，提问学生：“这些现象说明了什么问题？”引导学生思考能源利用效率和环境污染的关系，从而引出热机效率的概念。

2. 新课教学•热机效率概念讲解：•定义：热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧释放的总能量之比。

•公式：η = W/Q（其中W为热机对外做的功，Q为燃料完全燃烧释放的总能量）。

•强调：热机效率是评价热机性能的重要指标之一。

•影响热机效率的因素分析：•燃料燃烧不完全：导致部分能量以未燃烧或不完全燃烧的形式损失。