13.4热机第四节热机效率和环境保护 2
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沪科版九年级全册物理第十三章第四节-热机效率与环境保护教案
教案：沪科版九年级全册物理第十三章第四节热机效率与环境保护一、教学内容1. 教材章节：沪科版九年级全册物理第十三章第四节《热机效率与环境保护》2. 详细内容：a. 热机的效率及其影响因素b. 提高热机效率的方法c. 热机对环境的影响d. 环境保护与可持续发展二、教学目标1. 让学生理解热机的效率概念，掌握提高热机效率的方法。
2. 使学生认识到热机对环境的影响，树立环保意识。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 难点：热机效率的计算方法，提高热机效率的途径。
2. 重点：热机效率的概念，热机对环境的影响。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入：讨论汽车、空调等热机在使用过程中能源的浪费现象，引出热机效率的概念。
2. 知识讲解：a. 热机效率的定义及计算方法。
b. 影响热机效率的因素：燃料的热值、热机的工作过程、能量损失等。
c. 提高热机效率的方法：改善燃烧条件、减少能量损失、优化热机结构等。
3. 例题讲解：分析实际例子，如汽车、蒸汽机等，讲解热机效率的计算及提高方法。
4. 随堂练习：课后练习题，巩固热机效率的概念及计算方法。
5. 环境保护教育：讨论热机对环境的影响，如尾气排放、噪音等，引导学生树立环保意识。
6. 课后作业布置：布置有关热机效率与环境保护的练习题，培养学生的实际应用能力。
六、板书设计板书内容：1. 热机效率的定义及计算方法2. 影响热机效率的因素3. 提高热机效率的方法4. 热机对环境的影响5. 环境保护与可持续发展七、作业设计1. 题目：计算一辆汽车的热机效率，并讨论如何提高其效率。
2. 答案：略八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对热机效率的概念及计算方法掌握情况，是否存在困难点，需加强辅导。
2. 拓展延伸：探讨热机效率与能源利用率的关系，研究热机在不同工况下的效率变化。
13.4-《热机效率和环境保护》(共36张)PPT课件
(2) J／m3：表示1m3某种燃料完全燃 烧放出的热量为多少焦?
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示：
液化气的热值为4.9×107J/m3，表示：
1在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
②单位； ③公式： ④变形公式：Q放 = m q 或 Q放 = V q
三、环境保护
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,可以侵入肺的深部组织,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.
已知： η柴＝40%，q=4×107J/kg, G=3200N， h=5m, t=4s, m柴=4g=4×10-3kg
B
学习目标二
掌握热机效率的计算方法，了解提高热机效率的方法
1、阅读课本P51-P52页，划出重点知识。 2、时间5分钟。 3、知道什么叫热机效率。 4、交流讨论回答影响热机效率的因素并提出改进的方法。
自学指导
第二课时
自学检测二
1._________________________是热机效率。 2.影响热机效率的因素___________ 3.提高热机效率的方法有哪些 . 4.热机效率的计算公式 . 5.燃料燃烧的危害 .
人类利用的能量主要是从燃料燃烧中获得的内能
它们都离不开燃料
思考：你们家里做一顿饭烧木柴和烧液化气哪个用的质量多？
不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的
一、常见的燃料：
煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程
二、燃料的共同特点：
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示：
液化气的热值为4.9×107J/m3，表示：
1在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
②单位； ③公式： ④变形公式：Q放 = m q 或 Q放 = V q
三、环境保护
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,可以侵入肺的深部组织,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.
已知： η柴＝40%，q=4×107J/kg, G=3200N， h=5m, t=4s, m柴=4g=4×10-3kg
B
学习目标二
掌握热机效率的计算方法，了解提高热机效率的方法
1、阅读课本P51-P52页，划出重点知识。 2、时间5分钟。 3、知道什么叫热机效率。 4、交流讨论回答影响热机效率的因素并提出改进的方法。
自学指导
第二课时
自学检测二
1._________________________是热机效率。 2.影响热机效率的因素___________ 3.提高热机效率的方法有哪些 . 4.热机效率的计算公式 . 5.燃料燃烧的危害 .
人类利用的能量主要是从燃料燃烧中获得的内能
它们都离不开燃料
思考：你们家里做一顿饭烧木柴和烧液化气哪个用的质量多？
不同燃料燃烧释放出能量的能力是不同的
一、常见的燃料：
煤、石油、天然气、木材或植物秸秆等
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程
二、燃料的共同特点：
13.4热机效率与环境保护
能源与环境
1、环境污染： （1）大气污染：热机燃烧的过程中放出大量的有 毒气体和烟尘，造成大气污染。 （2）噪声污染：大量的交通运输工具和由热机做 动力的机械工作时产生的噪声污染，影响人类的 正常生活，甚至危害人类健康。 2、保护环境: （1）改进燃烧设备，消烟除尘。 （2）提高燃料的综合利用，采取集中供热。 （3）充分开发利用无污染的能源。 （4）在内燃机排气管上安装消音器，减小噪声污 染。
解：（1）煤气完全燃烧放出的热量 Q放 = m煤气q煤气 = 0.5kg×4.2×107J/kg = 2.1×107J （2）水由20℃升温到70℃所吸收的热量 Q吸= C水m水Δt = 4.2×103J/(kg∙℃)×50kg×50℃ =1.05×107J
五、燃料替代的计算
例题： 有一种太阳能热水器，在晴天气温 为28℃时，每天可以将200kg的水加热到46℃， 那么每天至少能节约多少煤气？（煤气热值 q=1.8×107J/m3）
某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2 表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能 热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水 器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器 接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能 热水器内的水的质量为100千克，水的初温为 200C，经8750s时间后上升到450C【C水 =4.2×103)/(kg· ℃)】。请计算： (1)、在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热 量是多少焦耳？ (2)、垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受 到的太阳能是多少焦耳？
十三、提高热机效率的途径
例题：关于提高热机效率的途径，下列说 法中错误的是（ ） A、尽量使燃料完全燃烧
B、尽量减少输出功率
C、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失
13.4热机效率和环境保护(二)教学设计-2024-2025学年物理沪科版九年级
1.讨论主题：学生将围绕“如何提高热机效率和保护环境”这一主题展开讨论。他们将被鼓励提出自己的观点和想法，并与其他小组成员进行交流。
2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
2.掌握热机工作原理，能够解释热机的工作过程和能量转化。
3.了解环境保护与热机效率的关系，认识到提高热机效率对环境保护的重要性。
4.培养学生的实验操作能力和观察能力，通过实验现象分析和解决问题。
5.提升学生的团队合作意识和沟通能力，通过小组讨论和合作完成实验任务。
学情分析
九年级的学生已经接触过物理学科一段时间，对基本的物理概念和原理有一定的了解。他们具备一定的观察和实验能力，能够进行简单的实验操作和数据分析。大部分学生对物理学科感兴趣，学习态度较为积极。
A.增加热机的工作压力
B.提高燃料的燃烧温度
C.减少热机的散热损失
D.所有上述措施
答案：D.所有上述措施
3.题型三：环境保护与热机效率的关系
题目：以下哪个选项正确描述了环境保护与热机效率的关系？
A.环境保护与热机效率无关
B.提高热机效率对环境保护没有影响
C.提高热机效率可以减少废气排放，有助于环境保护
答案：C.同时测量输入的热量和输出的功
5.题型五：热机效率的应用
题目：以下哪个场景中，提高热机效率具有重要意义？
A.家庭空调的使用
B.电动汽车的运行
C.燃气炉的烹饪
D.以上所有场景
答案：D.以上所有场景
作业布置与反馈
2.引导与启发：在讨论过程中，我将作为一个引导者，帮助学生发现问题、分析问题并解决问题。我会提出一些开放性的问题来启发他们的思考。
3.成果分享：每个小组将选择一名代表来分享他们的讨论成果。这些成果将被记录在黑板上或投影仪上，以便全班都能看到。
2.掌握热机工作原理，能够解释热机的工作过程和能量转化。
3.了解环境保护与热机效率的关系，认识到提高热机效率对环境保护的重要性。
4.培养学生的实验操作能力和观察能力，通过实验现象分析和解决问题。
5.提升学生的团队合作意识和沟通能力，通过小组讨论和合作完成实验任务。
学情分析
九年级的学生已经接触过物理学科一段时间，对基本的物理概念和原理有一定的了解。他们具备一定的观察和实验能力，能够进行简单的实验操作和数据分析。大部分学生对物理学科感兴趣，学习态度较为积极。
A.增加热机的工作压力
B.提高燃料的燃烧温度
C.减少热机的散热损失
D.所有上述措施
答案：D.所有上述措施
3.题型三：环境保护与热机效率的关系
题目：以下哪个选项正确描述了环境保护与热机效率的关系？
A.环境保护与热机效率无关
B.提高热机效率对环境保护没有影响
C.提高热机效率可以减少废气排放，有助于环境保护
答案：C.同时测量输入的热量和输出的功
5.题型五：热机效率的应用
题目：以下哪个场景中，提高热机效率具有重要意义？
A.家庭空调的使用
B.电动汽车的运行
C.燃气炉的烹饪
D.以上所有场景
答案：D.以上所有场景
作业布置与反馈
热机效率和环境保护PPT课件
密度、比热容和热值都是
A. 质量、密度、比热容和热值不变 物质的特性，都与物质种
类和状态有关。
B. 质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
C. 质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
D. 质量和热值变为原来 热机效率
知3－导
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？
课堂小结
热机效率和 环境保护
q Q
热
m
值
qQ
V
燃料 燃烧 (化学能)
有效利用
内能
机械能
热量 散失
环境污染
热机效率
课堂小结
热机效率和 环境保护
1. 热值与热量的综合计算： 在这一题型中，都要利用等量关系式： Q吸＝Q放或Q吸＝η Q放。
课堂小结
热机效率和 环境保护
2. 解决能量转化类计算题的一般规律： 首先找到能量转化关系式，再利用相应公式展开来 列方程，最后代入已知量求解；或在这个等量关系 的基础上，利用相应的公式分步解答。
柴油机
喷气式飞机 的发动机
热机效率 6%~15% 20%~30% 30%~40% 50%~60%
热机效率是热机性能的重要指标。不断提高热机 的效率，减少能源消耗，是人类在制造热机技术方面 孜孜不倦的追求。
感悟新知
延伸拓展
知3－讲
能研发热机效率达到100% 的理想热机吗？
答：热机效率反映的是热机对能量的利用率。实
习题链接
温馨提示：点击 进入讲评
11 B 12 D 13 C 14 15
16 C
答案呈现
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 探究燃料完全燃烧放出热量多少跟燃料种类是 目的 否有关
A. 质量、密度、比热容和热值不变 物质的特性，都与物质种
类和状态有关。
B. 质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
C. 质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
D. 质量和热值变为原来 热机效率
知3－导
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？
课堂小结
热机效率和 环境保护
q Q
热
m
值
V
燃料 燃烧 (化学能)
有效利用
内能
机械能
热量 散失
环境污染
热机效率
课堂小结
热机效率和 环境保护
1. 热值与热量的综合计算： 在这一题型中，都要利用等量关系式： Q吸＝Q放或Q吸＝η Q放。
课堂小结
热机效率和 环境保护
2. 解决能量转化类计算题的一般规律： 首先找到能量转化关系式，再利用相应公式展开来 列方程，最后代入已知量求解；或在这个等量关系 的基础上，利用相应的公式分步解答。
柴油机
喷气式飞机 的发动机
热机效率 6%~15% 20%~30% 30%~40% 50%~60%
热机效率是热机性能的重要指标。不断提高热机 的效率，减少能源消耗，是人类在制造热机技术方面 孜孜不倦的追求。
感悟新知
延伸拓展
知3－讲
能研发热机效率达到100% 的理想热机吗？
答：热机效率反映的是热机对能量的利用率。实
习题链接
温馨提示：点击 进入讲评
11 B 12 D 13 C 14 15
16 C
答案呈现
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 探究燃料完全燃烧放出热量多少跟燃料种类是 目的 否有关
第四节热机效率和环境保护ppt课件
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
展示交流
• 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。 • 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
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
展示交流
• 5、火箭常用液态氢气作燃料，其原因
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
烧伤病人的治疗通常是取烧伤病人的 健康皮 肤进行 自体移 植，但 对于大 面积烧 伤病人 来讲， 健康皮 肤很有 限，请 同学们 想一想 如何来 治疗该 病人
提高热机效率的措施（以内燃机为例）：
使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量 损失，机件间保持良好的润滑、减小摩 擦，在热机的设计和制造上，采用先进的技 术。
例题2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完 全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热 量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升 高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
Q = 1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J
Q
m = c(t -t0)
《热机效率与环境保护》内能与热机PPT课件
需完全燃烧燃气的体积：V =
Q放
q1
Q放
q2
=
=
6.0×106J
３×107J／kg
6.0×106J
4×107J／m3
=0.2kg
=0.15 m3
完全燃烧燃气的质量： m2 = ρV= 1.2kg/m3×0.15 m3=0.18kg
答：要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧0.2kg酒精，完全燃烧0.18kg的燃气。
汽车排放尾气燃料燃烧排
放的烟尘使大气十分浑浊，
排放的二氧化硫、二氧化
碳和氮氧化合物，会形成
酸雨，危害植物，污染环
境。
新知讲解
2.怎样控制热机对环境造成的污染
（1）改进燃烧设备，消除烟尘；
（2）提高燃料的综合利用，采取之中供热
（3）充分利用污染少和无污染的Fra bibliotek源知识总结
热机效率和
环境保护
热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放
变”）
目标测试
2.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 ( C )
A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B.燃料没燃烧时就没有热值
C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及
燃料燃烧放出的热量无关
D.容易燃烧的燃料热值一定大
目标测试
3.下列说法正确的是（ B ）
1.热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的
情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。
2.热机的效率总小于1。
新知讲解
3.常见热机的效率
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~40%
Q放
q1
Q放
q2
=
=
6.0×106J
３×107J／kg
6.0×106J
4×107J／m3
=0.2kg
=0.15 m3
完全燃烧燃气的质量： m2 = ρV= 1.2kg/m3×0.15 m3=0.18kg
答：要放出6.0×106J的热量，需完全燃烧0.2kg酒精，完全燃烧0.18kg的燃气。
汽车排放尾气燃料燃烧排
放的烟尘使大气十分浑浊，
排放的二氧化硫、二氧化
碳和氮氧化合物，会形成
酸雨，危害植物，污染环
境。
新知讲解
2.怎样控制热机对环境造成的污染
（1）改进燃烧设备，消除烟尘；
（2）提高燃料的综合利用，采取之中供热
（3）充分利用污染少和无污染的Fra bibliotek源知识总结
热机效率和
环境保护
热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放
变”）
目标测试
2.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 ( C )
A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B.燃料没燃烧时就没有热值
C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及
燃料燃烧放出的热量无关
D.容易燃烧的燃料热值一定大
目标测试
3.下列说法正确的是（ B ）
1.热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的
情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。
2.热机的效率总小于1。
新知讲解
3.常见热机的效率
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~40%
热机效率和环境保护教案
第四节热机效率和环境保护教案教学过程：一.复习提问：1.内燃机的工作原理2.内燃机的内能是如何获得的？二.引入新课：大量的实验表明，燃料燃烧是获得内能的一条重要途径.燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程.三.新课教学1.热值问题：1）燃料燃烧是都放出热量，那么为什么我们在六七十年代时用木材做燃料，八十年代用煤做燃料，到了九十年代我们用上了石油气、沼气、天然气、电等，说明燃料的性能的好坏是不同的。
2）煮饭时为什么用煤比用木材好呢？（煤放出的热量多）3）煤一定比木材放出的热量多吗？（质量相同并且要完全燃烧）小结：相同质量的燃料完全燃烧时放出的热量多，性能就好，放出的热量少，性能就差。
为了表示燃料的燃烧时性能的好坏，物理学中引入一个概念，叫做热值。
介绍：符号：（q）单位：J/kg 物理意义分析：1kg焦炭完全燃烧放出的热量为×107Jmkg焦炭完全燃烧放出的热量为m××107J公式：Q=mq m=Q/q q=Q/m2.热机效率：在实际的情况下，燃料能不能完全燃烧？燃烧后能不能充分被人们利用？这是我们所面临的重要问题，我们以热机为例进行研究。
1）问题:①辆车行驶过，有时间根据人的嗅觉能知道它的发动机是汽油机还是柴油机，为什么？（燃料未能完全燃烧）②除了燃烧不能完全以外，发动机发热，排出的废气也有相当高的温度，说明什么？（废气散热带走一部分热量）③活塞获得的机械能是不是通过曲轴、连杆全部传递给了飞轮？(不是，还有一部分用来客服部件间的摩擦)小结：由于以上的原因，真正用来做有用功的那部分能量只占燃烧是放出能量的一部分。
所占比值的大小，也就成了热机性能的标准，为此我们在介绍一个新的概念热机效率。
2）热机效率①定义: 用来做有用功的那部分能量与热量完全燃烧时放出能量的比值②公式: 热机效率=有用功/总能量③介绍：热机的效率低，汽油机：20％-30％柴油机：30％-40％④提高热机效率：尽可能的使燃料充分的燃烧、减少热损失、减少摩擦3.热机对环境的污染烟尘、废气、噪声.课堂习题：1.完全燃烧5kg无烟煤，能释放出多少热量？2.完全燃烧200g煤油放出的热量相当于完全燃烧多少干木材放出的热量？3.热机（如汽车、拖拉机的发动机等）是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的发展和应用推动了社会的快速发展。
初中物理-第四节 热机效率与环境保护精品课件
4．一台内燃机运行时各种能量损耗大致为： 汽缸散热损失占25％，废气带走的能量占30％， 摩擦等机械损耗占10％，则内燃机的热机效率为
__3_5__%_____。
电动车 太阳能汽车
天然气 汽车
太阳能汽车
2、废气中含有各种有害的气体和粉尘。
3 、热机工作时噪声污染严重
Ⅱ、怎样控制热机对环境造成的污染
1、改进燃烧设备（EFI系统）； 2、充分利用污染少的能源（无铅汽油） 3 、在排气管上安装消声器，以减少噪声污染
当堂检测
1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确
理解的是 ( C )
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正 比
第四节 热机效率与环境保护
课堂探究
热机的效率
想一想
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？
燃气 损失的内能 内能
无用的 机械 能
有用机械能
用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧 放出的能量之比，叫做热机的效率。
• 热机工作时，用来作有用功的能量与燃料完全燃烧 放出的能量只比，叫做热机的效率。
B．燃料没燃烧时就没有热值 C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个 确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量 无关 D．容易燃烧的燃料热值一定大
2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃
烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全
部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到 70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。
• 热机效率=作有用功的能量E1 /燃烧总能量E
• 汽油机的效率为20%~30%
请思考 汽油机的运转过程中，燃料放出的能 量是否全部用来对外作功了？
热机效率与环境保护
油放出的热量为4.6×107J，完全燃烧2kg汽油放出的热 量 Q=mq=4.6×107J/kg×2kg=9.2×107J。 酒精的燃烧值是3.0×107J/kg，表示完全燃烧1kg酒精放出 的热量为3.0×107J。放出6.0×106J的热量，需完全燃 烧的酒精的质量 m=Q/q=6.0×106J/3.0×107J/kg=0.2kg=200g。 2kg汽油放出热量9.2×107J，需燃烧酒精200g。
二、答疑全频道
问题四：如何提高热机效率？
答疑：提高热机效率的途径和方法： （1）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减 少因克服摩擦所消耗的能量。 （2）充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利 用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站， 比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。
关于热机的效率，以下说法中正确的是（ ） A. 热机做的有用功越多，效率就一定越高。 B. 热机的功率大，效率就一定高。 C. 热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一
答案：D
一般来说柴油机的效率比汽油机高，其原因 是（ ）
A. 压缩冲程末，气缸内温度和压强都比汽 油机的低
B. 在柴油机里，推动活塞做功的燃气的压 强比汽油机里的高，燃气的功较多
C. 柴油机的热值比汽油高 D. 柴油机的功率较大
分析：热机效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧
放出的热量之比 ，在柴油机里，推动活塞做功的燃气的压强比汽 油机里的高，燃气的功较多，所以做有用功的能量占柴油燃烧所 放出能量的比值就越大，所以B正确。
一、魔法背知识
必背三：热机效率定义：
用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃 烧所放出的能量之比叫做热机效率。 热机效率是热机性能的一个重要指标。
一、魔法背知识
二、答疑全频道
问题四：如何提高热机效率？
答疑：提高热机效率的途径和方法： （1）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减 少因克服摩擦所消耗的能量。 （2）充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利 用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站， 比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。
关于热机的效率，以下说法中正确的是（ ） A. 热机做的有用功越多，效率就一定越高。 B. 热机的功率大，效率就一定高。 C. 热机单位时间里耗费的燃料少，热机的效率就一
答案：D
一般来说柴油机的效率比汽油机高，其原因 是（ ）
A. 压缩冲程末，气缸内温度和压强都比汽 油机的低
B. 在柴油机里，推动活塞做功的燃气的压 强比汽油机里的高，燃气的功较多
C. 柴油机的热值比汽油高 D. 柴油机的功率较大
分析：热机效率是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧
放出的热量之比 ，在柴油机里，推动活塞做功的燃气的压强比汽 油机里的高，燃气的功较多，所以做有用功的能量占柴油燃烧所 放出能量的比值就越大，所以B正确。
一、魔法背知识
必背三：热机效率定义：
用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃 烧所放出的能量之比叫做热机效率。 热机效率是热机性能的一个重要指标。
一、魔法背知识
13.4 热机效率和环境保护 (共14张PPT)
Q放=qm
如果是气体燃料，公式又是什么样的？
Q放=qV
物 例1理 ：计算5 Kg汽油完全燃烧释放的热量。
7J/Kg ） （ q = 4.6 × 10 沪科版 九年级上册
已知： m=5Kg, q=4.6×107J/Kg 求: 解: Q Q=mq =5 Kg×4.6×107J/Kg =2.3×108 J 答:完全燃烧释放的热量为2.3×108 J
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。
物 措施： 理
沪科版 九年级上册 ——减少人为硫氧化物和氮氧化物的排放，研制煤
炭中硫资源的综合开发与利用，发展洁净煤技术、 清洁燃烧技术等。 政府为减轻酸雨对环境的危害，加强取缔大量 排放废气的工厂和汽车，要求加装防止污染的设备 (如汽车加装触媒转换器，使用无铅汽油)，也希望 民众配合，养成节约能源的习惯。
物 理
沪科版 九年级上册
第十三章 热能与热机
13.4 热机效率和环境保护
第四节
说一说：在我们的生活中，会使用哪些燃料？
物 理
热机效率和环境保护
沪科版 九年级上册
物 理
沪科版 九年级上册
约2.8Kg
约1.16Kg
约0.73Kg
说明：
不同燃料燃烧释放的能量不同
燃料的热值
物 理
1.热值的定义 沪科版 九年级上册 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。 2.物理意义
物 理
沪科版 九年级上册
什么是 燃料的 热值？
燃料完全 燃烧时放 出热量如 何计算?
提高热机 的效率与 节能环保
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〖请你说说〗
日常生活中常用到的燃料有哪些？
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。
固体燃料
燃料可 分为三 种
液体燃料
气体燃料
干木材约2.8Kg
烟煤约1.16Kg
汽油约0.73Kg
说明：
不同燃料燃烧释放的能量不同
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出 热 的热量是不同的。 值 的 在物理学中，把1kg某种燃料完全燃烧时所 定 义 放出的热量叫做这种燃料的热值。 气体 及 热值是反映燃料燃烧时化学能 燃料 单 转化为内能 本领的大小的物理量， 位 同种燃料的热值相同，不同种燃
课堂测试
1、四口这家分别单独使用不同种类的燃料时的 平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约 80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千 克。这四种燃料中的热值最高的是（A ） A.液化石油气 B.煤气 C.烟煤 D.木柴 2、航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料 的，这是因为液态氢具有（ D ） A、较小的质量 B、较小的密度 C、较大的 比热容 D、较大的热值
第十三章内能和热机
第四节 热机效率和环境保护
• 本节课主要知识点： • 1、知道什么是热值，热值的符号、单位及 单位的意义，利用热值计算热量的公式。 • 2、知道热值是燃料的一种特性与学过的密 度、比热容相似，大小由物质种类决定。 • 3、公式：Q=mq（燃气 Q=Vq ） 会用公 • m=Q/q（燃气 V=Q/q） 式计算 • q=Q/m （燃气q=Q/V） 相关量 • 4、知道什么是热机的效率，常见热机的效 率、提高热机效率的途径。 • 5、了解热机对环境的污染，提出环保措施
பைடு நூலகம்
算 一 算
Q吸=cmΔt=4.2x103J/（kg.℃）x100kgx（100-20） ℃ =3.36x107J
Q吸=Q放
Q放=mq或Vq
m3
木炭
m木=
酒精
m酒=
氢气 m氢=
热 机 中 讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴 能 藏的化学能全部用来对外做有用功呢？ 量 走 由于机械传动等， 废气排出带走的能量 克服摩擦所消耗 向 的能量 示 意 图
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.
讨论交流
• 如何保护我们的环境？
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
2.集中供热；
3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；
4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。
例题
4、完全燃烧140克焦炭，能放出多少热量？若 这些热量的30%被水吸收，则能使30kg. 20℃ 的水温度升高到多少度？（q焦=3.0×107J/kg) 已知：m焦=140g =0.14kg m水=30kg t1=20℃ Ƞ=30% 求：t2=？ 解：Q放=m焦.q焦=0.14kgx3x107J/kg=4.2x106J Q吸=Q放.Ƞ=4.2x106Jx30%=1.26x106J Q吸=Cm水Δt Δt=Q吸/Cm水 =1.26x106J ÷ 4.2X103J/（kg.℃）x30kg=10℃ Δt = t2-t1 t2=t1+Δt =20℃+10℃= 30℃ 答：...........
料热值一般不同。
固体和液 体燃料
热值的符号：q 单位：J/kg 或 （J/m3）
• 质量为m，热值为q的燃料完全燃烧释 利 放的能量Q是：
用 热 值 计 算 热 量 Q：燃料完全燃烧释放的热量 ｑ：燃料的热值
ｍ：燃料的质量
Q放=m q
常 见 燃 料 的 热 值 及 热 值 7J/kg，表示1kg无 无烟煤的热值为 3.4 × 10 含 7J。 烟煤在完全燃烧时所放出的热量 3.4 × 10 义 液化气的热值为4.9×107J/m3，表示1m3的液化气 在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
• 由图可知，真正能转变为对外做有用 功的能量只是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， 即公式表示为：
η=
W有 Q放
×100%
提高热机效率的主要途径:
1.减少燃烧过程中热量的损失（让燃料充分 燃烧）。
2.简化机械传动部分，选用优质的润滑材料 减小机械摩擦
各种热机的效率: 远小于1 汽油机：20﹪~30﹪ 蒸汽机:6﹪~15﹪ 飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪ 柴油机：30﹪~40﹪
热机污染与环境保护
• 热机为人类的发展做出丑了重大贡献，但 也带来了许多环境污染问题：
结束
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,可以侵入肺的深部组织,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.
3、柴油机是工农业生产中常用 的热机，已知某型号柴油机的 效率是30%，在柴油机内完全 7 6.6 × 10 燃烧2千克柴油能放热 J， 这些热通过柴油机的转化能对 外做有用功1.98×107J。（柴油的 7 热值为3.3×10 J/kg）