九年级物理全册第13章内能与热机第4节热机效率和环境保护课件(新版)沪科版

煤
天
炭
然
气
第三页，共二十三页。
一、燃料的热值
1. 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
2. 常见的燃料有煤、石油(加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气 等)、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。
3. 燃料可分为三种：固体燃料、气体燃料、液体燃料。
第四页，共二十三页。
热值 某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃 料的质量（体积）之比。
C．热机的效率越高说明做功越快
D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械 摩擦损失的
第二十一页，共二十三页。
4.双能源(汽油和天然气)汽车以其经济、污染小等优点备受人们青 睐，已知天然气的热值为7×107 J/m3，则气缸内完全燃烧0.1 m3 天然气，可以释放出_____7_×__J1热06量。
第十三页，共二十三页。
热机效率是指热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。所 以减少热量的损失可以提高热机的效率。所以使燃料充分燃烧、减少废气带走 的热量、减少热机部件间的摩擦都可以减少热量的损失，
提高效率。
第十四页，共二十三页。
三、环境保护
热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许
多环境污染问题。
第十五页，共二十三页。
1. 热机的利用带来的环境污染主要有大气污染和噪声污染。 2. 燃料造成大气污染的主要原因是：燃料中有杂质，燃烧会生成二氧化氮 、二氧化硫和一氧化碳等有害气体和粉尘。 3. 为了保护环境，人们采取措施，减少废气和粉尘的污染以及噪声污 染。
第十六页，共二十三页。
保护的环境的措施： 1. 改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
擦而额外消耗的能量。
第十二页，共二十三页。

新沪科版九年级物理全一册《十三章 内能与热机 第四节 热机效率和环境保护》课件_31
酸雨的危害
1.对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒 性比二氧化硫大得多,能够侵入肺的深部组织,引 起肺水肿等疾病而使人致死。
2.引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植 物的生长。
3.破坏土壤、植被、森林。
4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料。
5.渗入地下,使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性 地下水中高很多倍。
谢谢指导！ 再见
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固体燃料
气体燃料
液体燃料
燃料可分为三种
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质在量物相理等学的中不，同把燃某料在种完燃全料燃在烧完时全所 放燃出烧的时热所量放是出不的同的热。量与所用该燃料
的质量之比叫做燃料的热值。
热值是反映燃料燃烧时化学能转化 为内能的本领的大小的物理量，同种 燃料的热值与燃料的质量无关。
η=
W有 Q放
×100%
议一议 怎样提升热机的效率？
1、使燃料充分燃烧; 2、尽量减少各种热量损失； 3、在热机的设计和制造上采用先进的技术； 4、注意保养，保证良好的润滑，减少因克 服摩擦阻力而额外消耗的能量。
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想一想
目标
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同, 建立燃料热值概念。
2. 会查燃料的热值表。能根据燃料的热值计算一定 质量的燃料完全燃烧所释放的热量。
3.能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向。 对热机效率有初步认识 ,能大致说出提升热机效率 的途径。

(lìtí)② §探究2 例题
(lìtí)③ §探究3
◆自主小结 ◆自主训练
第三十二页，共36页。
◆知能目标 ◆合作探究 (tànjiū)
§探究 (tànjiū)1
例题① 例题② §探究 (tànjiū)2 例题③ §探究 (tànjiū)3 ◆自主小结 ◆自主训练
第三十三页，共36页。
◆知能目标 ◆合作(hézuò) 探究
§探究1 例题① 例题②
§探究2 例题③
§探究3 ◆自主小结 (xiǎojié) ◆自主训练
第二十二页，共36页。
◆知能目标 ◆合作探究
§探究1 例题
(lìtí)① 例题
(lìtí)② §探究2 例题
(lìtí)③ §探究3
◆自主小结 ◆自主训练
第二十三页，共36页。
◆知能目标 ◆合作探究
§探究1 例题
§探究2 例题③
§探究3 ◆自主小结 (xiǎojié) ◆自主训练
第二十六页，共36页。
◆知能目标 ◆合作探究
§探究1 例题
(lìtí)① 例题
(lìtí)② §探究2 例题
(lìtí)③ §探究3
◆自主小结 ◆自主训练
第二十七页，共36页。
◆知能目标 ◆合作探究
§探究1 例题
① 例题
② §探究2 例题
◆知能目标 ◆合作探究 (tànjiū)
§探究 (tànjiū)1
例题① 例题② §探究 (tànjiū)2 例题③ §探究 (tànjiū)3 ◆自主小结 ◆自主训练
第十六页，共36页。
◆知能目标 ◆合作探究
§探究1 例题① 例题②
§探究2 例题③
§探究3 ◆自主(zìzhǔ) 小结 ◆自主(zìzhǔ) 训练

疑难解读 (1)燃料的热值是物质本身的一种特性,它只与燃料种类有关,与燃料是 否燃烧、燃烧是否充分无关。 (2)如果用q表示燃料的热值,m表示燃料的质量,则完全燃烧该燃料时放出的热量:Q =mq。其中m的单位是kg,q的单位是J/kg,Q的单位是J。 (3)对于气体,人们还使用完全燃烧某气体所释放的热量与体积之比来描述气体的 热值,因此有Q=Vq,q的单位是J/m3。
量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=4.2×107 J/m3] 答案 4.2×105 0.01
解析 水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(75 ℃-25 ℃)=4.2×105 J;由
题知,Q吸=Q放,则由Q放=qV可得天然气的体积V=
Q放 q天然气
提高效率 节约能源 素养解读 认识科学本质,理解在科学·技术·社会、环境的关系基础上逐渐形成的对科学和技 术应有的正确态度以及责任感。本章中提高热机的效率、选用高热值燃料等知 识都蕴含了丰富的节约能源信息。
典例剖析 例 (2017江苏镇江中考)某汽车在平直路面上以75 km/h的速度匀速行驶1 h的过 程中,消耗了5 kg汽油,汽油燃烧释放能量的40%随废气通过热电转换装置,如图134-1所示,汽油热值近似取q汽油=5×107J/kg,设汽油在气缸内完全燃烧。
例1 (2019安徽中考)假如完全燃烧0.2 m3天然气放出的热量全部被100 kg初温为
25 ℃的水吸收,可以使水的温度升高到
℃[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气
=4.2×107 J/m3]。
解析 天然气完全燃烧放出的热量Q放=Vq=0.2 m3×4.2×107 J/m3=8.4×106 J。因为天
(3)煤气灶烧水的效率η=

q 天然气＝4.0×107 J/源自3因 为 Q 烟 煤 ＝ q 烟 煤 × m ＝ 2.9×107 J/kg × 90 kg ＝
2.61×109 J，
又因 Q 烟煤＝Q 天然气＝q 天然气 V，所以 V＝Qq天天然然气气＝42.0.6×1×1017 0J9/mJ 3
＝65.25 m3。
第十三章 内能与热机
第十三章 内能与热机
解 析 火箭是利用内能做功的热机。内能通过燃料 的燃烧获得，燃料的热值越大，质量相同的燃料完全燃烧 放出的热量越多，转化的机械能也越多，所以选C。
第十三章 内能与热机
34 ． 干 木 材 的 热 值 是 1.2×107 J/kg ， 它 的 物 理 意 义 是 _质__量__为__1__k_g_的__干__木__材__完__全__燃__烧__放__出__的__热__量__是__1_._2_×__1_0_7_J_____。 要放出 3.6×107 J 的热量，需要完全燃烧____3____kg 的干木材。
第十三章 内能与热机
学点2 热值 问题1：由日常生活经验，我们可以获悉，燃烧质量相等 的上述不同燃料，它们在燃烧程度相同时，释放出的热量 __不__相__同__(选填“相同”或“不相同”)。为了比较燃料的 这种性质，就引入了__热__值____这一概念。在物理学中，把 某种燃料___完__全__燃__烧____放出的热量与_所__用__该__燃__料__的__质__量_
解析 3 kg。
根据热值公式 q＝Qm，可得 m＝Qq ＝1.32.×6×10170J7/Jkg＝
第十三章 内能与热机
知识点2 热机效率与环保
4．有人说“某汽油机比柴油机热机效率低”这句话的意思
是 A．汽油机功率比柴油机功率小

35%
5.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是( )A．热机的大量使用会造成环境污染B．所有的热机都是用汽油作为燃料C．汽车排出的尾气都是有毒气体D．热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
A
同学们再见！
授课老师：
时间：2024年9月1日
2024课件
同学们再见！
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时间：2024年9月1日
3.在各零件上涂上润滑油，减少机械间摩擦所损失的能量。
4.设法利用废气的能量，提高燃料的利用率。
加大与氧气的接触面积
提高热机效率途径
热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。
知识点三：环境保护
1.热机的利用带来的环境污染主要有大气污染和噪声污染。2.燃料造成大气污染的主要原因是：燃料中有杂质，燃烧会生成二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳等有害气体和粉尘。3.为了保护环境，人们采取措施，减少废气和粉尘的污染以及噪声污染。
1.2×107
酒精
3.0×107
氢气
1.4×108
烟煤
2.9×107
柴油
4.3×107
甲烷
5.6×107Байду номын сангаас
无烟煤
3.4×107
汽油
4.6×107
乙烷
5.2×107
焦炭
3.0×107
煤油
4.6×107
木炭
3.4×107
原油
4.4×107
为什么发射火箭上天要用氢做燃料？
火箭采用液态氢作为燃料，是因为单位质量的液氢完全燃烧后所放出的热量是目前人来能找到的燃料中最高的；而火箭是用来往天上打的，能量越大，就飞得越高，又因为其质量小，这样所带的有效载荷就大，氢气燃烧后的产物是无污染的水，所以用液氢作推进剂。

质量相等的不同燃料在完全燃烧 时所放出能量的本领不同。
3
一、燃料的热值（笔记）
1、定义：某种燃料完全燃烧放 出的热量与其质量（体积）之 比叫做这种燃料的热值。 2、表示字母：q
4
3、单位：焦 /千克 ( J/kg ) 焦 /立方米 （ J/m 3 )
新沪科版九年级物理全一册《十三章 内能与热机 第四节 热机效率和环境保护》课件_37
二、热机效率
1、定义：用来做有用功的那部 分能量与燃料完全燃烧释放的
能量之比称为热机效率，即：
η= W有 Q放
18
散热、克服摩擦损失 废气带走的能量
燃料
完全
燃烧 放出
机械能
的能
量
21
2、提升热机效率的方法： （1）使燃料充分燃烧; （2）尽量减少各种热量损失； （3）利用废气的能量；（主要 措施）
观察热值表，你有什么收获？
常用燃料的热值（单位：J/kg）
固体
液体
气体
干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 煤气 3.9×107
烟煤 2.9×107 焦炭 3.0×107
柴油 石油
4.3×107 4.4×107
天然气（7.1~8.8)×107 氢气 14.3×107
无烟煤 3.4×107 汽油 4.6×107
22
（4）注意保养，保证良好的 润滑，减少因克服摩擦阻力而 额外消耗的能量。
例：用天然气灶烧水，燃烧1m3 的天然气，使100kg的水从20℃ 升高到70℃.天然气热值 3.2×107J/m3求
（1）天然气完全燃烧放出热量
（2）水吸收的热量
（3）天然气灶的效率
下列提升热机效率的方法中，不可行的
q柴为107J/kg）

用不同体积的 天然气分别加 热质量相同的 水，水的温度 变化量不同
用相同质量的木 柴和煤炭分别加 热质量相同的水， 水的温度变化量 不同
感悟新知
2. 分析以上情境，可以得出：
知1－讲
（1）固体（或液体）燃料放出热量的多少与该燃料的
_____质__量_____ 有关，质量越大，放出的热量越多。
（2）气体燃料放出热量的多少与该燃料的
知1－讲
实验探究：质量相同的不同燃料完全燃烧放出热量的 多少与燃料种类是否有关？
实验 目的
实验 方法
探究燃料完全燃烧放出热量多少跟燃料种类是 否有关
用质量相同的不同燃料加热相同质量的同种液 体，通过液体温度的变化量反映燃料放出热量 的多少。这里用到了控制变量的思想
感悟新知
知1－讲
质量均为5 g 的酒精和煤油， 一只酒精灯，一只煤油灯， 实验 两只相同的烧杯各装500 g 器材 的水，两支温度计，天平和 砝码，两只搅拌器，两个铁 架台，石棉网，钟表，火柴
感悟新知
知2－练
（3） 现有柴油2 kg，其中一半完全燃烧放出的热量是 __4_._3_×__1_0_7_J，剩余柴油的热值是 __4_.3_×__1_0_7__J/kg。
感悟新知
知2－练
思路导引：根据q= 可得：Q=mq=1kg×4.3×107
J/kg=4.3×107 J。热值是燃料的一种特性，所以剩余柴
感悟新知
知识点 1 燃料
知1－讲
1. 燃料的分类： 生活中常见的燃料有：煤炭、木柴、汽油、柴油、
天然气、沼气等。依据燃料的形态不同，可以把燃料 分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。
感悟新知
知1－讲
燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料

引入了一个新的物理量——热值。
(1)概念: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,用符号q表示。
(2)单位:焦每千克(J/kg);气体燃料的热值是焦每立方米(J/m3)。
(3)公式:Q=mq。
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知识点二 热机的效率
提高热机效率的主要途径是 减少
热机工作中的各种能量损失。
热机运转中, 有用功
答案: D
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解析:炉子的效率是有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。提
高炉子的效率和燃料的利用率有两种方法:一是尽可能使燃料充分燃烧;二
是减少散失的热量。把煤磨成煤粉,把煤粒在炉膛中吹起来燃烧都是为了
让燃烧更充分;增大受热面积,减小烟气带走的热量会减少热量的散失,所
以这些方法可以提高炉子的效率。用木炭代替烟煤不能达到目的。
=1.68×106 J;
吸
吸
(2)由 η= 得 Q 放=
放

=
1.68×106 J
7
=1.68×
10
10%
J,
由 Q 放=mq 得
放
需要的木炭 m=

=
1.68×107 J
7
≈0.49 kg。
3.4×10 J/kg
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基础•限时达标
知识点一 热值
1.有关燃料燃烧及燃料的热值,下面说法正确的是(
)
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料的热值一定大
C.煤的热值比干木柴的大,煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D.0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的热值一样大
答案: D
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解析:热值是燃料的一种特性,它只与燃料的种类有关,与燃料的质量、燃

2、热机在工作过程中造成能量损失的因素有： 燃料很难全部燃烧； 排出的废气带走能量； 热机部件要散热； 克服运转机件之间的摩擦消耗能量。
3、提高热机效率的方法： 尽量让燃料充分燃烧； 设法利用废气的能量； 减少能量损失； 保证良好的润滑。
热机的效率
热机与环境：
大气污染
污染
热污染
热岛效应 温室效应
热值用字母q表示，单位是“J/kg”或“J/m3”
因此，质量为m的燃料完全燃烧释放的 热量Q=mq。 Q：燃料完全燃烧释放的热量
m: 燃料的热量 q: 燃料的热值
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的
化学能全部用来对外做有用功呢？
热机中燃料释放能量的主要走向械传动 等，克服摩擦 所消耗的能量
进入新课
热机效率
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量
只有燃料燃烧时所释放能量的一部分。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放
的能量的比值称为热机效率，即：
η=
W有 Q放
×100%
议一议
怎样提高热机的效率？
•使燃料充分燃烧； •尽量减少各种热量损失； •注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。
•不习惯读书进修的人，常会自满于现状，觉得再没有什么事情需要学习，于是他们不进则退。经验丰富的人读书用两只眼睛，一只眼睛看到纸面上的话，另 一眼睛看到纸的背面。2022年4月11日星期一2022/4/112022/4/112022/4/11 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。2022年4月2022/4/112022/4/112022/4/114/11/2022 •正确的略读可使人用很少的时间接触大量的文献，并挑选出有意义的部分。2022/4/112022/4/11April 11, 2022 •书籍是屹立在时间的汪洋大海中的灯塔。