热机的效率

定义：热机中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叫做热机
效率。用符号 η 表示。
公式：η=Q 有/Q 总×100%
提高途径：使燃料尽可能完全燃烧；减小机械摩擦；尽量简化机械传动部分。
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教案 B
一、引入课题 复习内能、热量等概念，指出本章进一步学习内能的应用。 同学们是否知道“海湾战争”？为什么美国人大动干戈？除了一些政治原因外，中 东地藏中最吸引工业发达国家的是什么？——石油。石油经过分馏法可提练出汽油、煤 油和柴油。它们都是燃料。 生活中烧水、煮饭、取暖时，需要热量，它们大多是从哪里来的？内能是人类使用 的最大量的一种能量，获得内能的途径之一是燃烧燃料。 二、新课讲授 课件展示：木柴取暖、煤气烧饭、锅炉中煤炭燃烧、内燃机车、飞机、轮船等，引 出常见的燃料。 设疑：常见的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等，在燃烧时都会释放能量，但它们 释放能量的能力是否相同呢？如果不同，那又如何来表示它们这种能力的大小呢？ 交流与讨论：如何比较不同燃料燃烧释放能量的能力的不同？ 注：如果学生不能回答，可由教师引导：必须保证哪些量相同才能进行比较？（燃 料的质量要相同，而且都要完全燃烧。） 引导学生给热值下定义。 1.燃料的热值 （1）定义：把 1 千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热 值。用 q 表示。（出示板书）。单位是 J/kg，气体燃料热值单位是 J/m3。 （2）思考：给热值下定义时你认为应该注意哪些？（一是质量必须是单位质量 1 千克，这就保证了质量相同；二是必须完全燃烧。） （3）强调：热值是燃料的重要特性，只和燃料的种类有关，与质量和是否完全燃 烧无关。 （4）学生查热值表，并表述木柴、液化气热值的物理意义。 （5）引导学生推导热值的计算公式。 由热值的定义我们知道：1kg 的干木柴完全燃烧释放出 1.2×107J 的热量；那么质量 为 m 的干木柴完全燃烧释放出多少 J 的热量？怎么计算？ 学生回答：m·q 由此得出热值的计算公式：Q＝mq 思考：气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算气体燃料放热时，公式应该写成 什么？ 例题：计算 4kg 柴油完全燃烧释放的热量。 解：查表可知 q＝3.3×107J/kg，所以 Q＝mq＝4 kg×3.3×107J/kg＝1.32×108 J。 答：完全燃烧释放的热量为 1.32×108 J。 2.热机效率
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
用 q 表示。
②单位；J/kg（固体、液体） J/ m3（气体）
③公式：Q＝mq（或 Q＝Vq）
2.热机效率
①概念：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效
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率。用 η 表示。 ②公式：η＝Q 有/Q 总×100％ ③提高热机效率的途径：减少热机各种能量损失。 3.保护环境，从我做起
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第 2 节 热机的效率
教学目标 1.建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热 值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。 2.了解热机效率；知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热 机效率以及提高热机效率的意义所在。 3.了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物对环 境的不良影响，培养自觉环保的意识，激发学生的社会责任感。 教学重点 建立热值概念，利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。 教学难点 1.建立热值概念 2.热机效率的理解和环境保护 教学过程
（1）定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热
机效率。用 η 表示（即 η＝Q 有/Q 总×100％）。
过渡语：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。
交流与讨论：如何合理利用能源，提高热机的效率？
（2）归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。
（3）课件展示：各种热机的效率
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2.热机的效率：定义 公式 提高途径
四、反馈练习
1.液化气的热值是 4.9×107J/ m3，，其物理意义是
，完全燃烧 5 m3 的
液化气可以产生
J 的热量。
2.火箭常用液态氢气作燃料，其原因是
。
3.下列关于热值的说法正确的是（ ）
A.燃料不燃烧，其热值为零。
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木柴需要 150 千克，煤只需 75 千克，而液化气只要 30 千克。从某种意义上讲，木柴不 如煤，煤不如液化气。（提问：如何区别燃料之间上差异？）引入热值的概念。
2.燃料热值的定义，单位 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。单位：焦耳/千 克（读作：焦耳每千克） 热值是用来比较计算不同种类的等质量的燃料完全燃烧时放出的热量的多少。 各燃料的热值可由表查出。 提问：汽油的热值多大？它的物理含义是什么？ 汽油的热值是 4.6×107 焦/千克，它的物理含义是：完全燃烧 1 千克的汽油放出 4.6×107 焦的热量。注意：完全燃烧并非仅指充分燃烧。 3.燃料完全燃烧放出的热量的计算 已知烟煤的热值是 2.9×107 焦/千克，求 7 千克烟煤完全燃烧放出的热量是多少 焦？ 1 千克烟煤完全燃烧放出的热量是 2.9×107 焦。 2 千克烟煤完全燃烧放出的热量是 2×2.9×107 焦。 7 千克烟煤完全燃烧放出的热量是 7×2.9×107 焦。 燃料完全燃烧放出的热量＝燃料的热值×燃料的质量。 教师指出：对于气体燃料，通常用体积做单位，那么热值的单位为焦耳/立方米。（读 作：焦耳每立方米）所以气体燃料完全燃烧放出的热量=燃料的热值×燃料的体积。 4.热机的效率 （1）内燃机能量流向图 学生回答能量的流向，燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能 量，燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能量。 学生讨论交流：请同学们对教材 P24 图 14.2-2 内燃机的能量流向进行讨论，然后 把燃料产生的内能中能量损失部分说出来。 多媒体展示内燃机能量流向图，并总结热机中的能量损失：散热损失；机械摩擦损 失；废气带走的能量。 （2）热机效率 ①定义：热机中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叫做热 机效率。用符号 η 表示。 ②公式： η=Q 有/Q 总×100% ③热机效率是热机性能的重要指标，热机效率（“有”或“无”）单位，且热机效率 总是 100%。 ④提高热机效率的途径 引导学生从热机中的能量损失总结出提高热机效率的途径的途径：使燃料尽可能 完全燃烧；减小机械摩擦（选用优良润滑油）；尽量简化机械传动部分（三角旋转式 发动机）。 三、课堂小结 1.燃料的热值：定义 单位 物理意义
汽车等交通工具排放的尾气：如过多 CO2 引起地球温室效应，全球气候变暖，CO 能造 成“煤气中毒”，让人缺氧致死，SO2 会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡， 还会腐蚀建筑物„„
交流与讨论：结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？
三、课堂小结
1.燃料的热值：定义 单位 物理意义
煤=3.4×107J/kg，5 瓶水的质量是 9kg，从 20℃到烧开，那么这个煤炉的效率是
（一
个标准大气压下）。
5.要提高热机的效率，下列做法不可行的是（ ）
A.尽量减少废气带走的热量。
B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。
C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。
D.尽量减少散热损失。
答案：1.每立方米液化气完全燃烧放出的热量是 4.9×107J 2.45×108 2. 液态
B.燃料不完全燃烧其热值要变小。
C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。
D.燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。
4.一个含 0.6 kg 无烟煤的蜂窝煤，能烧开 20℃的 5 瓶水，而 0.6 kg 的液化气可以
供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的
不同，若 q 无烟
氢的热值大。 3.C 4.热值 14.8% 5.C
五、板书设计
14.2 热机的效率
1.燃料燃烧时的能量转化：化学能转化为内能
2.燃料的热值
定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值。单位：焦
耳/千克（读作：焦耳每千克）。
物理意义：1 千克某种燃料完全燃烧放出的热量。
3.热机的效率
思考：热机的效率能否达到 100％？为什么？
3.环境保护
引语：热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了一些负面影响，造成了环境
污染，如噪声污染、废气污染等。
课件展示：燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景
交流与讨论：通过上面的展示，并联系我们的生活环境谈一谈燃料燃烧对环境有哪
些影响？
讨论后学生归纳：（1）燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影响动植物生长；（2）
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引语：实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，
有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。
课件展示：教材第 24 页图 14.2-2“热机燃料燃烧能量走向示意图”。
由图可知，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。引导学
生由机械效率的定义得出热机效率。
教案 A
一、引入课题 至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的，那么燃料燃烧释放的能 量究竟有多少用来做了有用功？以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢？今天我将 和大家一道共同来学习“第 2 节 热机的效率”。 二、新课讲授 1.燃料的热值 指导学生阅读阅读教材，然后提问： （1）燃料燃烧过程是物理变化还是化学变化？ （2）在这个过程中能的转化情况怎样？ 板书：燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，放出热量。 （3）你说出燃料的种类和常用的燃料吗？ 固体（木柴、煤等）液体（汽油、柴油、酒精等）气体（煤气、天燃气、氢气） 组织学生看教材 22 页图，并讨论分析图注中所出的问题。 四口之家一个月需要的内能，即吸收热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。用