热机的效率 课件素材

课件整体说明

幻灯片结构

核心图片素材清单

演示实验素材

实验1：不同燃料燃烧放热对比（选做/视频）

• 实验器材：相同质量（0.1kg）的酒精、汽油、煤油各一份；燃烧罩；烧杯；温度计；水（200g）
• 实验步骤：

1. 取三个相同的烧杯，各装200g初温相同的水
2. 分别用酒精灯、汽油灯、煤油灯加热
3. 记录水升高相同温度所用的时间

• 观察重点：相同质量的不同燃料，升高相同温度所需时间不同
• 结论：不同燃料的热值不同

实验2：煤烧水的能量分析（教师讲解用）

• 分析要点：

1. 燃料放热：Q放 = mq
2. 水吸收的热量：Q吸 = cm(t-t₀)
3. 两者的比值就是锅炉的效率

教学重点突破

重点1：燃料热值的概念

突破方法：

1. 从生活实例出发：烧开一壶水和半壶水，耗煤量不同
2. 引出：相同质量不同燃料，放热不同
3. 定义热值：完全燃烧放热与质量之比
4. 强调"完全燃烧"关键词

学生常见误区：

• 混淆"热值"和"放热量"：热值是属性，放热量与质量有关
• 忘记写单位：热值单位是J/kg

重点2：热机效率的概念

突破方法：

1. 画能量流向图：

燃料化学能
    ↓（燃烧）
内能 Q放
    ↓
[废气带走] + [散热] + [摩擦] + [有用功W有]

1. 热机效率η = W有/Q放
2. 强调：η < 100%，因为有能量损失

学生常见误区：

• 混淆"热机效率"和"机械效率"
• 计算时代错Q放：Q放 = mq（完全燃烧，不是完全放热）

例题精选

例题1：热值基本计算

题目：某种燃料的热值是1.2×10⁷ J/kg，完全燃烧0.5kg这种燃料，能放出多少热量？

解析：

Q放 = mq = 0.5kg × 1.2×10⁷ J/kg = 6×10⁶ J

答案：6×10⁶ J

例题2：热机效率计算

题目：某汽车完全燃烧4kg汽油，产生的有用功为5.52×10⁷ J，求该汽车发动机的效率。（q = 4.6×10⁷ J/kg）

解析：

Q放 = mq = 4kg × 4.6×10⁷ J/kg = 1.84×10⁸ J

η = W有/Q放 = 5.52×10⁷ J / 1.84×10⁸ J = 30%

答案：30%

例题3：综合计算

题目：某内燃机效率为35%，每小时消耗柴油15kg，求该内燃机的有用功率。（q柴油 = 4.3×10⁷ J/kg）

解析：

Q放 = mq = 15kg × 4.3×10⁷ J/kg = 6.45×10⁸ J/h

W有 = ηQ放 = 35% × 6.45×10⁸ J = 2.2575×10⁸ J

P = W/t = 2.2575×10⁸ J / 3600s ≈ 6.27×10⁴ W = 62.7 kW

答案：62.7 kW

知识框架图

第十四章 第3节 热机的效率
│
├── 一、燃料的热值
│   ├── 定义：完全燃烧放热与质量之比
│   ├── 定义式：q = Q/m
│   ├── 单位：J/kg
│   └── 计算：Q放 = mq
│
├── 二、热机的效率
│   ├── 定义：有用功与燃料完全燃烧放热之比
│   ├── 公式：η = W有/Q放 = W有/(mq)
│   ├── 特点：η < 100%
│   └── 范围：蒸汽机6~15% 汽油机20~40% 柴油机30~45%
│
└── 三、提高效率的意义
    ├── 节约能源
    ├── 减少污染
    └── 降低成本

板书参考（可在课件中展示）

§14.3 热机的效率

一、燃料的热值

• 定义：完全燃烧放热/质量
• 公式：q = Q/m
• 单位：J/kg
• 放热：Q放 = mq

二、热机效率

• 公式：η = W有/Q放 = W有/(mq)
• 特点：η < 100%
• 蒸汽机：6%~15%
• 汽油机：20%~40%
• 柴油机：30%~45%

三、提高效率意义

• 节能、减排、降本

课后延伸

拓展阅读

1. 钱学森与中国航天（教材科学世界）
2. 热电站的工作原理
3. 我国新能源汽车的发展（纯电动汽车、混合动力汽车）

实践活动

1. 调查家中燃气表，计算一个月燃气的总发热量
2. 了解汽车的百公里油耗，估算汽车发动机效率

课件素材依据人教版九年级全一册第十四章第3节教材编写。

制作者：六耳物理