《教科版九年級上冊物理 2.3熱機效率 教案》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《教科版九年級上冊物理 2.3熱機效率 教案（9頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2.3熱機效率學習目標1了解熱機的效率概念，了解不同熱機的效率值；2了解情況熱機的使用對社會的貢獻和給環(huán)境帶來的影響；3通過與機械效率對比，進一步體會效率概念，感悟效率是評價投入、產(chǎn)出比的基本方法。 知識點一：熱機效率1熱機的效率定義：我們把熱機所做的_ 與所用燃料 燃燒釋放的熱量的_叫做熱機的效率。2公式： 。3知識拓展（1）由于燃料的優(yōu)劣、內(nèi)燃機汽缸與活塞的密封程度等原因，熱機不可能將燃料完全燃燒，這必將有一部分能量損失。不過，這種損失很少，通常稱為燃燒損失。（2）熱機的效率總是小于1的，汽油機的效率約為2640，柴油機的效率約為3445。（3）柴油機的效率比汽油機的效率高，主要是因為柴油

2、機的構造和工作過程與汽油機不同，柴油機在壓縮沖程中的壓縮比比汽油機的壓縮比大，使得燃料燃燒更充分所致。（4）提高熱機效率的主要途徑使燃料充分燃燒；盡量減少各種熱量損失；在熱機的設計和制造上，采用先進的技術；使用時，注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，合理調(diào)整運動零件之間的間隙，減小因克服摩擦力而額外消耗的功?！镜淅?】（2015宜昌）為節(jié)約能源，需提高熱機的效率，下列措施不能提高效率的是（ ）A盡量使燃料充分燃燒 B盡量減少熱機部件間的摩擦C盡量減少廢氣帶走的熱量 D盡量增加熱機的工作時間【跟蹤練習1】熱機效率的高低，決定（）A熱機功率的大小，功率越大熱機效率越高B熱機的燃料的熱值，燃料熱值大的放出熱量

3、多，效率就高C熱機對然料的利用率，利用率高的熱量損失少，效率就高D熱機做功本領，做功本領大的效率就一定高知識點二：熱機的利用與環(huán)境2.1 改變世界的熱機1.從18世紀60年代開始，以蒸汽機的發(fā)明和應用為代表的“蒸汽機時代”，極大地推動了人類的第一次工業(yè)革命。2.近幾百年來，為提高機械效率，科學家、工程師們以極大的熱情去探索、創(chuàng)新，使熱機技術日趨成熟，熱機應用更加廣泛。3.今天，正是利用各種熱機將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能使人類邁入電氣化的時代。2.2 地球就在我們手中1.大氣污染熱機燃料在燃燒過程中放出一定量的有毒氣體和粉塵，有害人體健康和動植物的生長，且產(chǎn)生的酸雨有害于農(nóng)、林、漁業(yè)。2.熱污染熱

4、機排出的二氧化碳引起溫室效應，對地球的熱平衡有較大影響。也是城市熱島效應的元兇之一。3.噪聲污染4.環(huán)境保護措施（1）利用綠色能源（2）研究和開發(fā)低能耗、少污染的高性能熱機（3）改進燃燒設備，消除煙塵（4）提高燃料的綜合利用，采取集中供暖（如北方冬天的取暖設備中，就是采用鍋爐燒水產(chǎn)生的高溫水蒸氣通過各家各戶的散熱管集中供暖，減少了大氣污染，提高了燃料的利用率。）（5）在內(nèi)燃機排氣管上安裝消音器，以減少噪聲污染【典例2】下列關于熱機和環(huán)境保護的說法中正確的是（ ）A熱機的大量使用會造成環(huán)境污染 B所有的熱機都是用汽油作燃料C汽車排出的尾氣都是有毒氣體 D熱機所產(chǎn)生的噪聲，可以被熱機上的消聲器完全

5、消除【跟蹤練習2】隨著人們物質(zhì)生活水平逐步提高，農(nóng)村的廚灶發(fā)生了革命性的變化。煤球爐. 沼氣灶和液化氣灶等灶具已走進家庭。燃燒煤. 液化氣都是將 能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；液化氣與煤相比，熱學方面突出的優(yōu)點是_；環(huán)保方面突出的優(yōu)點是_。A對點訓練夯實基礎知識題組一：熱機效率的理解1.關于熱機，下列說法正確的是( )A效率越高的熱機功率也越大B汽油機和柴油機均屬于熱機，工作時它們的點火方式是相同的C汽油機工作時汽油在汽缸里燃燒，其內(nèi)能增大D使用熱值高的燃料可提高熱機的效率2.兩臺熱機，甲的效率比乙的低，其含義是（）A甲熱機比乙熱機做的有用功多B甲熱機比乙熱機消耗的燃料多C在做有用功相同的條件下，甲消耗的燃料

6、多D在做有用功相同的條件下，甲損失的能量少3.甲汽油機的熱機效率比乙汽油機的熱機效率高,這表明 ( )A.甲做功比乙多B.甲做功比乙快C.甲消耗的汽油比乙少D.以相同的牽引力行駛相同的路程,乙消耗的汽油多4.柴油機燃燒相同的燃料，輸出的機械能越多，表明柴油機越節(jié)能是否節(jié)能，是衡量機器性能好壞的重要指標，關干柴油機尾氣的溫度跟柴油機性能之間的關系，你認為正確的是（）A尾氣的溫度越高，柴油機性能越好 B尾氣的溫度越低，柴油機性能越好C尾氣的溫度高低與柴油機性能好壞無關 D以上說法都不正確5.一臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占25%，廢氣帶走的能量占30%，摩擦等機械損耗占10%，則

7、它的機械效率為 6.（多選）某同學為提高熱機效率提出了四種辦法，其中正確的是A盡量減少各種熱損失B盡量減少克服摩擦額外消耗的功C盡量減少輸出功D盡量使燃料充分燃燒題組二：熱機效率的計算7.“五一”假期，小明一家驅(qū)車外出旅游。當汽車以108km/h的速度在高速公路上勻速直線行駛時，汽車受到的阻力是整車重的0.08倍，效率為40。已知汽車整車質(zhì)量為1375kg，油箱容積為50L。（汽油熱值q=3.3107J/L，g=10N/kg)（1）這時汽車牽引力做功的功率是多少？（2）該車加一滿箱汽油，按照以上速度最多可以勻速直線行駛多遠的路程？8.汽車發(fā)動機是汽車的核心部件，發(fā)動機的質(zhì)量決定了整車的性能與品

8、質(zhì)。某汽車發(fā)動機為柴油機，當飛輪轉(zhuǎn)速為2300r/min時，最低油耗可達240g/kwh。求：（q柴油=4.3107J/kg）（1）“240g/kwh”表示汽車獲得1kwh的有用功最低需消耗 g柴油。（2）該汽車發(fā)動機的效率最高可達多少？9.東風悅達汽車是鹽城市最大的汽車生產(chǎn)企業(yè)。該廠某型號車在車型測試中，在一段平直的公路上勻速行駛50km，受到的阻力是1.0103N，消耗燃油4103m3（假設燃油完全燃燒）。若燃油的密度0.8103kg/m3，熱值q4107J/kg，求：（1）專用車牽引力所做的功。（2）汽油完全燃燒放出的熱量是多少？（3）該專用車的熱機效率是多少？10.春節(jié)期間，小麗同學一

9、家駕車沿高速公路到某地旅游，路程為360km所用時間為10h，假設轎車是勻速行駛，且受到的阻力為500N，用了20kg汽油汽油的熱值為4.6107J/kg求：（1）汽車發(fā)動機的功率是多少？（2）汽油機的效率是多少？ 11.一輛汽車的功率為30kw，以15m/s的速度在平直的公路上行駛了138km，汽車的牽引力是多大？若汽車發(fā)動機的效率是30，通過這段路程要消耗多少kg的汽油？（汽油的熱值是4.6107J/kg）12.安徽江淮汽車有限公司是一家大型的汽車生產(chǎn)基地。該廠某型號專用車在車型測試中，在一段平直的公路上勻速行駛5.6km，受到的平均阻力是3.0103N，消耗燃油1.5103m3（假設燃油

10、完全燃燒）。若燃油的密度0.8103kg/m3，熱值q4107J/kg，求：（1）專用車牽引力所做的功。（2）燃油放出的熱量。（3）該專用車的熱機效率是多少13.隨著人們生活水平的日益提高，小汽車越來越多地走進了百姓人家。一輛使用汽油為燃料的小汽車，以72km/h的速度在水平路面上勻速行駛時，發(fā)動機的實際功率為20 kW。若小汽車行駛的距離為100km，汽油的熱值g=4.6107J/kg，小汽車發(fā)動機的效率為25。 求小汽車在這段路程中： (1)運動的時間； (2)發(fā)動機所做的功； (3)消耗汽油的質(zhì)量。B 深化訓練提高能力技巧14.液化石油氣的熱值高達4.6107J/kg，一些不法商販為謀取

11、暴利，常將液化石油氣與價格低廉、熱值僅為2.9107J/kg的二甲醚混合裝入鋼瓶內(nèi)銷售給客戶質(zhì)監(jiān)局對某液化石油氣站銷售的瓶裝燃氣進行檢測：將質(zhì)量為100kg、初始溫度為31的水裝入容器內(nèi)，用高效爐灶燃燒瓶內(nèi)燃氣加熱容器中的水直至100恰好沸騰，瓶內(nèi)燃氣消耗了0.84kg通過高效爐灶，水能吸收燃氣完全燃燒釋放熱量的75 %已知水的比熱容為c水=4.2103J/(kg），問：(1）瓶內(nèi)燃氣的熱值是 。(2）該液化石油氣站銷售的瓶裝液化石油氣有無摻混二甲醚？ 15.某品牌太陽能熱水器的容積為100L，其裝滿水后在太陽的照射下水溫從20的升高到40，不計熱量的散失（1）求熱水器中的水吸收的熱量水的比熱

12、容c=4.2103J/（kg）（2）要完全燃燒多少體積的煤氣可以產(chǎn)生相同的熱量？（煤氣的熱值q=4.0107J/m3）16.某學習小組同學想研究酒精燈燒水時的熱效率他們用酒精燈給100g的水加熱，經(jīng)過一段時間測得水溫升高了60、消耗了4.2g酒精已知：水的比熱容為4.2103J/（kg），酒精的熱值為3107J/kg求：（1）此過程中水吸收的熱量；（2）4.2g酒精完全燃燒放出的熱量；（3）酒精燈燒水時的熱效率17.某家庭用燃氣熱水器將質(zhì)量為100kg、溫度為20的自來水加熱到50，消耗的天然氣體積為1m3（假設天然氣完全燃燒）。已知水的比熱容為4.2103J/(kg.)，天然氣的熱值為3.2

13、107J/m3。求（1）天然氣完全燃燒放出的熱量； （2）水吸收的熱量； （3）該熱水器工作的效率。18.探明中國南海海底有大量的可燃冰已知可燃冰的熱值比煤氣的熱值大得多，則無完全燃燒相同質(zhì)量的可燃冰和煤氣，燃燒_放出的熱多1kg的可燃冰，燃燒一半后，剩余可燃冰的熱值_（選填“變大”、“變小”或“不變”）19.行駛中的汽車在緊急剎車時，剎車片會發(fā)燙這是通過 的方式增加了物體的內(nèi)能，若汽車行駛過程中消耗汽油2kg,，這些汽油完全燃燒時放出_J的熱量。(汽油熱值4.6107J/kg)20.某型號小轎車油箱的容積是60升，所用的燃料是密度為0.71103kg/m3的汽油。（1）該車油箱最多能裝多少k

14、g的汽油？（2）如果該車的總質(zhì)量是1500kg，4個車輪的輪胎對地面的壓強都是2105Pa，求車的總重量是多少？車與地面接觸的總面積是多少(g取10N/kg)？（3）該車以20m/s的速度勻速行駛100km時消耗的燃料是5kg，如果汽油的熱值是4.6107J/kg，汽車發(fā)動機的輸出功率是12kW，求有用功和發(fā)動機的熱機效率分別是多少（保留百分整數(shù)）？參考答案典例1、D 跟蹤練習、C例2跟蹤練習：化學 熱值大 環(huán)境污染小課后作業(yè)1、C 2、C3、D4、B 5、35%6、ABD7、（1）33000W （2）600km8、（1）“240g/kw.h”表示汽車獲得1kw.h的有用功最低需消耗240g柴

15、油。（2）240 g柴油完全燃燒放出的熱量為Q=mq=1.032107J發(fā)動機獲得的機械能為W有=1kw.h=3.6106J發(fā)動機的效率=W有/Q=34.9%9、解：（1）因為專用車勻速行駛，所以牽引力Ff1.0103N 牽引力做的功WFs1.0103N50103m 5107J （2）消耗燃油的質(zhì)量：mV0.8103kg/m34103m33.2kg燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量：Qmq3.2kg4107J/kg1.28108J （3）熱機效率W/ Q5107J /1.28108J39% 10、解：（1）轎車勻速行駛時，牽引力等于受到的阻力， 轎車牽引力做的功為W=Fs=fs=500N3.6105m=

16、1.8108J；汽車發(fā)動機的功率是P=w/t=1.8108J/(103600s)=5103W；（2）汽車完全燃燒放出的熱量Q放=mq=20kg4.6107J/kg=9.2108J；= w/t=1.8108J/（9.2108J）100%=19.6%20%；11、【解析】由功率公式，可以得出從而解出小汽車的牽引力=2103N熱機的輸出功為有效利用部分，燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能為總功，兩者的比值即為熱機的機械效率，即，通過變形即可求出燃料質(zhì)量的公式為，所以=2kg12、【解析】（1）由二力平衡知識可得汽車的牽引力等于受到的阻力F=3.0103N，s=5.6 km根據(jù)功計算公式W=Fs =3.0103N56

17、00m =1.68107J 。（2）=0.8103kg/m3，V=1.5103m3，可計算出燃油質(zhì)量m=V=0.8103kg/m31.510-3m3=1.2 kg，燃油的熱值q4107J/kg，可計算出燃油放出的熱量Q= mq =1.2 kg4107J/kg =4.8107J。（3）熱機效率為所做有用功與消耗總能量的比值，= W/ Q=1.68107J/4.8107J=0.35=35% 。 考點：二力平衡，公式W=Fs、m=v、 Q= m q、= W/ Q的運用。13、（1）、（）；（2）；（3）、14、（1）2.898 X 107 J （2）摻混二甲醚15、解：（1）太陽能熱水器中的水質(zhì)量：m=V=103kg/m3100103m3=100kg，水吸收的熱量：Q吸=cm（tt0）=4.2103J/（kg）100kg（4020）=8.4106J；（2）由于不計熱量的散失，則Q吸=Q放，由Q放=qV可得：V=0.21m316、17、 18、可燃冰；不變19、做功 9.210720、（1）（2）（3） 發(fā)動機的效率9 / 9