14.3 热机的效率 课件（内嵌视频）2025-2026学年人教版物理九年级全一册

神州二十号发射思考：火箭发动机中为什么采用氢做燃料呢？人类在原始社会时就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用能量的很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。（烧水做饭、现代科技的汽车、飞机、火箭等）想想议议想一想，你见过的燃料有哪些？根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？固体燃料液体燃料气体燃料木柴煤汽油柴油酒精煤气天然气沼气现代生活中，我们常用煤气烧水煮饭，而不再使用木柴；汽车选择汽油、柴油作为燃料，火箭选择液氢作为主要燃料。在不同领域使用不同的燃料，这是为什么呢？和燃料自身某种性质有关吗？相同质量（或相同体积）的不同燃料，通过燃烧释放的热量不同。提出问题提出猜想设计实验实验设计：选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。实验方法：控制变量法和转换法

干木柴实验过程：选择相同质量的干木柴和酒精，分别对相同质量，初温相同的水进行加热，观察实验现象，收集实验数据，并分析。

温度

燃料加热前温度/℃燃料燃尽后的温度/℃水温的变化/℃5g酒精2883555g干木柴286237实验数据：实验结论：相同质量的酒精和木柴加热完全相同的水，水升高的温度不同，酒精加热的水升高的温度更多。比值定义法——放出的热量与质量之比。为了比较燃料的特性,引入了“热值”这一物理量。燃烧相同质量的不同材料，放出的热量是不同的。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。物理意义：q汽油=4.6×107J/kg表示：

1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6x107J。为什么火箭大多用液氢作为原料？因为氢的热值大关于燃料的热值，下列说法正确的是（）A.热值在数值上等于1kg某种燃料燃烧放出的热量B.10kg木炭比1kg木炭的热值大C.热值大的燃料比热值小的燃料燃烧时放出的热量多D.燃料燃烧时放出热量的多少与是否完全燃烧有关D下列关于热值的说法正确的是（）A.2kg煤的热值大于1kg煤的热值B.燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C.0.5kg酒精完全燃烧时放出的热量为1.5×107J，则此酒精的热值是0.75×107J/kgD.燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关D用煤气将1kg的水烧开（从25℃加热到100℃），这些煤气完全燃烧放出热量是多少J？水吸收的热量是多少J？（煤气的热值是3.9×107J/m3）Q放=qV煤气

=9.204×105J=3.9×107J/m3×0.0236m3

Q吸=cm水Δt=3.15×105J=4.2×103J/(kg

·

℃)×1kg×(100℃-25℃）克服机械摩擦所消耗的能量机械传热损失的能量燃料不能完全燃烧汽车排出的废气有汽油味，说明燃料不能完全燃烧。在汽车行驶过程中，内燃机中的燃料能够完全燃烧吗？燃料燃烧释放的能量到哪里去了？燃烧的化学能废气带走的能量做有用功的能量二、热机的效率用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。机械效率烧水的效率热机的效率有用功水吸收的热量有用功总功燃料完全燃烧放出的热量燃料完全燃烧放出的热量表示符号：（η总小于1）常见热机的效率蒸汽机6%~15%柴油机30%~45%汽油机20%~40%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提高技术水平和使用新材料。④保证良好的润滑，减少因摩擦额外消耗的能量。如何提高热机的效率？在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常由蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是()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C已知干木柴的热值是1.2×107J/kg，完全燃烧0.7kg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4.2×103J/(kg·℃)。解：Q=mq=1.2×107J/kg×0.7kg=8.4×106Jm=Qc(t-t0)8.4×106J4.2×103J/(kg·℃)×(70℃-20℃)

=

=40kg完全燃烧15kg热值是3.4×107J/kg的木炭，能产生多少热量？想要获得这些热量，需要完全燃烧多少千克氢气？(q氢=1.4×108J/kg)解：Q=qm=3.4×107J/kg×15kg=5.1×108J

m=Qq氢5.1×108J1.4×108J/kg=≈3.64kg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__________。35%1．燃料的热值2．烧水的效率：3．热机的效率：（完全燃烧放出的热量与质量之比）单位：焦每千克（J/kg）对某些气体燃料：，焦每立方米（J/m3）1.对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是()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C5.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（见教材P34练习与应用）1.有人认为，无烟煤的热值比干木柴大，完全燃烧时无烟煤放出的热量比干木柴多。你认为呢？说说理由。燃料完全燃烧时放出的热量，除了与燃料种类(热值)有关外，还与燃料的质量有关，题中未给出两种燃料的质量信息，所以此观点不正确.2.某人提着一袋质量为5kg的大米，从1层步行至5层，每层楼的层高为3m，他对这袋大米做了多少功？要使一定量的汽油完全燃烧放出的热量和他所做的功数值相等，则需要多少汽油？解:g取10N/kg，汽油的热值q＝4.6×107J/kg.人对大米做的功W＝Gh＝mgh＝5kg×10N/kg×(5－1)×3m＝600J汽油完全燃烧放出的热量Q放＝W＝600J，由Q放＝mq得需要汽油的质量

3.如果干木柴跟煤油放出的热量相等，那么干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由。解：因为Q放=m木柴q木柴=m煤油q煤油，查出q木柴=1.2×107J/kg，q煤油=4.6×107J/kg，所以即干木柴的质量等于煤油质量的3.83倍。4.全球汽车保有量在迅速增长，截至2024年底，我国燃油汽车保有量约为3.2亿辆。假设每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高1%，我国每年可以节约多少燃油？解:设燃油的热值为

q，则每辆汽车每年所做的有用功

W有用＝ηQ

＝ηmq

＝30％×1.8t×q

＝0.54t×q，内燃机提高效率后，做同样多的有用功，消耗的燃料完全燃烧放出的热量所需燃料