热机效率和环境保护(8)
新人教版九年级物理上册 14.2 热机的效率教案 (新版) (8)
二、热机的效率学习目标:1.理解热值概念.知道热值是燃料的特性，能利用热值进行有关燃烧放热的简单计算.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.3. 知道怎样提高热机效率.自主预习:1．燃烧燃料是把能转化为能.1kg的某种燃料放出的热量,叫做这种燃料的热值.单位是，单位符号是 .2.用来做的那部分能量,与放出的能量之比,叫做热机效率.3.在热机的各种能量损失中, 带走的能量最多.设法利用的能量,是提高燃料利用率的重要措施.课堂导学:探究一燃料的热值例1:汽油的热值为4.6×107J/kg，现有汽油2kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是______J，剩余汽油的热值是______J/kg．练习1.(2012.昆明)1Okg的水，温度由1O℃升高到20℃所吸收的热量是______J；如果这些热量由燃烧焦碳来提供，那么需要完全燃烧____g的焦碳.[C水=4.2×103J／(kg·℃)，q焦碳=3.0×107J／kg]探究二热机效率例2: 用天然气灶烧水，燃烧0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为c=4.2×103J/(kg•℃)，天然气的热值为q=7.0×107J/m3.求：（1）0.5m3天然气完全燃烧放出的热量Q放；（2）水吸收的热量Q吸；（3）燃气灶的效率η.练习2.如图所示,某太阳能热水器，向其中注入50 k g的水，阳光照射一段时间后，水温从10℃升高到50℃.水的比热容是4.2×103J／(kg·℃).试求：(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?(2)如果这段时间该太阳能热水器接收到太阳辐射的热量是2.8×107J，则这段时间该热水器的效率是多少?(3)若用煤燃烧来提供2.8×107J的热量，需完全燃烧多少千克煤?（煤的热值约为3.5×l07J ／kg）【当堂达标】1.用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气．已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为．2．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）A.减少各种热损失B.加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C.充分利用废气的能量，如建热电站D.采取少消耗总能量的办法3．关于热机，下列说法错误的是（）A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率.B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率.C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大.D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能.4．某汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地．该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10-3m3（假设燃油完全燃烧）．若燃油的密度0.8×103kg/m3，热值q=4×107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功是多少？（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？（3）已知效率η= W/Q（式中W为在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的效率是多少？热机的效率一、教学目标1、知识与技能经历“燃烧燃料释放热量的分配”的过程，感受到转化为机械能的内能只是一部分，形成正确的世界观2、过程与方法通过与机械效率的对比，了解热机的效率，感悟到效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值；3、情感、态度与价值观了解热机的使用对社会的贡献与带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。
《热机效率和环境保护》 教学设计
《热机效率和环境保护》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标（1）理解热机效率的概念，知道热机工作时燃料燃烧能量的主要流向。
（2）了解提高热机效率的方法和途径。
（3）认识热机使用对环境的影响，了解环境保护的重要性。
2、过程与方法目标（1）通过对热机效率的分析和计算，培养学生的逻辑思维能力和数据处理能力。
（2）通过对热机使用与环境保护关系的讨论，培养学生的合作交流能力和综合分析问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）通过对热机效率的学习，使学生认识到提高能源利用效率的重要性，培养学生节约能源的意识。
（2）通过对热机使用对环境影响的认识，增强学生的环境保护意识，激发学生对社会可持续发展的关注和责任感。
二、教学重难点1、教学重点（1）热机效率的概念和计算。
（2）提高热机效率的方法。
（3）热机使用对环境的影响。
2、教学难点（1）对热机效率概念的理解。
（2）分析影响热机效率的因素。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示汽车、火车、飞机等交通工具的图片或视频，引导学生思考这些交通工具的动力来源，从而引出热机的概念。
提问学生：“你们知道热机是如何工作的吗？热机在工作过程中能量是如何转化的？”激发学生的学习兴趣，引入本节课的主题——热机效率和环境保护。
2、新课讲授（1）热机的效率①介绍热机的工作原理，以汽油机为例，讲解燃料燃烧产生的内能如何转化为机械能。
②给出热机效率的定义：热机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。
③引导学生分析热机工作时能量的流向，包括燃料燃烧释放的能量中，一部分用来做有用功，一部分通过废气带走，一部分被热机部件吸收而散失等。
④进行热机效率的计算例题讲解，让学生掌握热机效率的计算方法。
（2）提高热机效率的方法①组织学生讨论影响热机效率的因素，如燃料燃烧是否充分、热机部件之间的摩擦、废气带走的能量等。
②结合讨论结果，总结提高热机效率的方法，如使燃料充分燃烧、减少热机部件之间的摩擦、改进热机的结构、使用热值高的燃料等。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
（二）教学设想
1.针对教学重点，采用直观演示、案例分析、小组讨论等形式，帮助学生理解和掌握热机效率的计算方法及其影响因素。
-通过实验演示，让学生直观感受热机效率与能量损失之间的关系，加深理解。
-减少热机环境污染的有效措施。
-个人在日常生活中如何做到节能环保。
4.小组合作，制作一份关于热机效率与环境保护的宣传海报，要求设计新颖、内容丰富、具有吸引力。
5.学生根据课堂所学，选择一种热机设备进行实地观察，记录其工作效率，并结合所学知识分析原因，提出改进建议。
作业要求：
1.作业内容要紧密结合课堂所学，注重理论联系实际，提高学生的应用能力。
2.作业提交前，学生需进行自评和互评，确保作业质量。
3.教师将对作业进行认真批改，给予评价和建议，帮助学生进一步提高。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.了解热机效率的概念，理解热机效率与能量转化、能量损失之间的关系。
2.学会计算热机效率，并能运用所学知识分析实际热机效率问题。
3.掌握提高热机效率的方法和途径，了解现代热机技术的发展趋势。
4.了解环境保护的重要性，认识到热机使用对环境的影响，掌握减少环境污染的措施。
1.导入：通过提问方式引导学生回顾热机的基本原理，为新课学习做好铺垫。
2.新课内容：讲解热机效率的概念、计算方法，分析影响热机效率的因素，介绍提高热机效率的方法和途径。
3.实践活动：组织学生进行热机效率实验，让学生亲身感受热机效率与能量损失的关系。
4.课堂讨论：引导学生探讨热机使用对环境的影响，提出减少环境污染的措施。
热机效率与环境保护
热机效率与环境保护热机效率是指热机将热能转化为机械能的程度，衡量了热机能源利用的高低程度。
而环境保护则是指保护和改善自然环境，减少对环境的破坏。
热机效率与环境保护之间存在紧密的联系和相互影响。
本文将探讨热机效率与环境保护的关系，分析如何提高热机效率以促进环境保护。
一、热机效率的意义与计算方法热机效率是评价热机性能的重要指标，对于节能和减排具有重要意义。
热机效率通常用热机输出功与燃料燃烧热的比值来表示。
计算公式如下：热机效率 = 机械输出功 / 燃料燃烧热提高热机效率可以最大限度地利用能源，减少能源的浪费，达到节能减排的目的。
二、热机效率与环境保护的关系（1）减少能源消耗通过提高热机效率，可以减少对能源的消耗。
热机在能量转换过程中存在能量损失，遗散热等问题。
而提高热机效率可以减少这些能量损失，使燃料的利用率更高。
这样不仅可以降低燃料的消耗量，减少资源浪费，还能减少对环境的污染。
（2）降低尾气排放提高热机效率可以减少燃烧排放物的生成。
在燃料燃烧过程中，如果热机效率较低，燃料无法完全燃烧，会产生大量的尾气排放物，如二氧化碳、氮氧化物、硫化物等。
而高效率的热机能够更充分地燃烧燃料，减少排放物的生成，对环境造成的污染更小。
（3）降低温室气体排放温室气体的排放是导致全球气候变化的主要原因之一。
而燃烧过程中释放的二氧化碳是主要的温室气体之一。
提高热机效率可以减少燃料的消耗，从而减少温室气体的排放。
这对于减缓气候变化、保护环境具有重要意义。
三、提高热机效率的方法（1）优化设计通过对热机结构和工艺流程进行优化设计，可以提高热机效率。
例如，采用先进的轴承技术和摩擦减少技术，降低摩擦损失；采用节能材料和隔热材料，减少散热损失等。
（2）热能回收利用在热机工作过程中，会产生大量的废热。
通过热能回收利用的方式，可以将废热重新利用，提高热机效率。
常见的热能回收利用技术包括余热锅炉、余热发电等。
（3）推广清洁能源在能源选择上，应优先选择清洁能源，如太阳能、风能等。
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
热机效率与环境保护
热机效率与环境保护一、燃料燃烧的实质燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，并通过热传递的方式传给别的物体，使它们的温度升高。
因此一般来说，燃料燃烧进程中放出热量。
二、燃料的热值1、 定义：1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，2、公式：mQ q = 2、 单位：固体、液体：焦／千克。
气体：焦/米33、 热值是反映燃料燃烧释放热量的本领大小的物理量。
4、 热值是燃料本身的一种特性，同种燃料的热值不随燃烧充分与否而变，不随燃料质量的大小而变，即每种燃料都有一个确定的燃烧值，不同燃料的燃烧值一般不同。
5、注意：所谓“完全燃烧”是指全部烧完烧尽的意思，即燃料的燃烧必须是与充足的氧气发生完全氧化反应，这是一个理想的燃烧过程，在实际中是难以实现的，所以由mQq =计算出的理论值与实际有较大的差异（与实际燃烧条件有关）。
三、热机的效率1、 定义：热机的效率就是指用来做有用功的那部分能量和燃烧完全燃烧放出的能量之比（η）2、公式：η=Q 有用/Q 总3、η<1。
燃料在热机中燃烧时，总有一小部分燃料不能完全燃烧而损失掉，但更主要的是热机工作时，排气冲程排出的废气带走很大一部分能量，另外还有一部分能量损失在散热上，由于热机的各零部件之间有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗一部分能量。
因此，燃气推动活塞做有用功的能量只是燃料完全燃烧放出的能量中的一部分，所以，热机的效率总小于1。
4、热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。
四．提高热机效率的途径（1）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。
（2）在使用上，要正确使用，注意保养。
例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。
（3）充分利用废气带走的能量。
例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。
九年级热机的效率知识点
九年级热机的效率知识点热机是我们生活中无处不在的设备，包括汽车、发电机、冰箱等等。
然而，我们是否真正了解热机的效率？在此，我将为大家介绍一些关于九年级热机效率的知识点。
1. 什么是热机效率？热机效率是指热机从燃料或其他能源中转化为机械能或电能的比率。
简单来说，就是热能转化为有用能量的能力。
2. 理想热机与实际热机理想热机是指在工作过程中没有任何能量损耗的设备，而实际热机存在能量损耗的情况。
这是由于热机在能量转化过程中存在摩擦、辐射等能量损耗的原因。
3. 热机效率的计算热机效率可以通过以下公式计算：热机效率 = 有用能量输出 / 输入能量4. 常见热机效率不同类型的热机存在着不同的效率。
例如，内燃机的效率通常在20%至50%之间，而汽轮机的效率可以高达40%至60%。
这意味着在热机转化能量的过程中，大部分能量都以废热的形式散失了。
5. 提高热机效率的方法为了提高热机的效率，我们可以采取一些措施。
其中之一是利用余热。
在许多热机中，燃烧产生的废热经过特殊设计和利用，可以再次转化为能量，从而提高热机的效率。
6. 热力学第一定律与热机效率热力学第一定律是能量守恒定律的一种表达形式，它说明了能量在物体之间的转化过程中不会产生或消失，只会从一种形式转化为另一种形式。
热机效率实际上就是基于热力学第一定律的概念而得出的。
7. 热机效率与环境保护热机效率与环境保护有着密切的关联。
低效率的热机会导致能量浪费，形成大量的废热和废气排放。
这对环境造成了很大的负担。
因此，提高热机效率不仅可以节约能源，还有助于减少环境污染。
8. 热能回收和再利用在现代工业中，人们开始积极探索热能回收和再利用的方法来提高能源利用效率。
例如，工厂废水中的热能可以通过热能回收系统来回收和再利用。
这些努力旨在减少能源消耗和环境负荷。
结语：热机效率是一个与我们生活息息相关的概念，了解和关注它对于能源利用和环境保护都具有重要意义。
通过学习热机效率的知识，我们可以更好地理解和利用各种热机设备，减少能源浪费，保护环境更加可持续。
热机效率和环境保护-沪科版九年级全一册教案
热机效率和环境保护-沪科版九年级全一册教案一、知识目标1.了解热机的基本工作原理和分类；2.掌握热机效率的概念和计算；3.了解热机对环境的影响；4.意识到保护环境的重要性。
二、能力目标1.观察和分析热机的基本实验现象；2.运用公式计算热机的效率；3.分析热机对环境产生的影响；4.思考如何保护环境。
三、教学重难点1.热机效率的概念、计算方法；2.热机对环境产生的影响；3.环境保护思想的引导。
四、教学过程1. 导入（10分钟）•通过课件或图纸呈现热机、汽车、飞机等相关图片，引导学生讨论这些设备与热机有什么关系；•让学生从图片中找出热机，简单了解热机的结构、原理、分类。
2. 热机效率的概念（20分钟）•通过实际例子或电子板书引导学生理解热机效率的概念和计算方法；•提问：什么是热机效率？如何计算热机效率？为什么要计算热机效率？3. 热机效率的实验演示（30分钟）•展示热机效率的实验器材，让学生观察实验过程；•分组进行实验，记录实验数据；•分享实验数据，用公式计算热机效率。
4. 热机对环境的影响（20分钟）•引导学生思考热机对环境的影响，包括噪声、空气质量、温度等；•分析环保与热机的矛盾，讨论保护环境需要哪些应对措施。
5. 环境保护知识（20分钟）•通过PPT、视频、图片讲解环保相关知识；•引导学生从身边的小事做起，积极参与环保活动，倡导低碳生活。
6. 总结（10分钟）•回顾本节课的知识点，清晰掌握热机效率和环境保护的相关概念；•强调保护环境的重要性，鼓励学生从小事做起，乐观向上地面对未来。
五、教学资源•电子板书、课件、实验器材等。
六、总结本节课通过引入实际生活中的热机以及环境保护的知识，引导学生深入理解热机效率和热机对环境的影响。
同时，通过实验演示、思考、小组合作探究等多种教学方式，激发了学生学习的兴趣和积极性，更好地融合了课程内容和生活实践。
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∵ Q吸=c2m2△t2
∴ △t2 = Q__吸_ = ______5._0_4×__10_6_J_______ = 40℃
c2m2
4.2×103J/（kg•℃）30kg
答：煤气完全燃烧放出的热量是1.008×107J；水升高的温度为40℃．
燃烧加热模式题型 1、理想情况：没有热量损失。
Q吸= Q放 cm△t=qV 或cm△t=qm’ 2、理想情况：有热量损失。
身体健康，
学习进步！
已知：q1=3.6×107J/m3，V1=0.28m3，m2=30kg，c2=4.2×103J/（kg•℃） 求：Q放=？；△t=？
解：煤气完全燃烧放出的热量：
Q放=V1q1=0.28m3×3.6×107J/m3=1.008×107J；
水吸收的热量：Q吸=ηQ放=50%×1.008×107J=5.04×106J，
13.4热值和热机效率
复习引入
热机的原理
把内能转化为机械能
热机是如何获得大量内能的呢？ 燃烧柴油或汽油
思考讨论 1.你知道的常见燃料有哪些？
酒精、干木材、蜡烛等
2.我们要烧开同一壶水，现有三种 燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种 燃料用量最少？
燃料的热值
定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。 单位：焦每千克，符号：J/kg（固体和液体）
燃料燃烧热量的计算公式
例题：
1、十堰市在未来几年将用上天然气，若某 个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完 全燃烧放出热量是_________J，相当于_____kg 柴薪完全燃烧放出的热量。（天然气的热值约 为7.5×107J/m3，柴薪的热值约为1×107J/kg）
解析：4m3完全燃烧放出的热量是Q放=Vq=4m3 × 7.5×
107J/m3=3×108J；
柴薪的质量m=Q/q=3×108J/1×107J/kg=30kg。
答案：3×108 30
2、关于燃料的热值正确的是（ ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关
解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃 料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量等其它因素没 有关系。
3、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：
η=
W有 Q放
×100%
4、加热模式题型
（1）、理想情况：没有热量 损失。
Q吸= Q放 cm△t=qV
或cm△t=qm’
（2）、理想情况：有热量损失。 Q吸= η Q放 cm△t= η qV
或cm△t= η qm’
不管做什么都不要急于回报，因为播种和收获不在同一个季节，中间隔着的一段时间，我们叫它为坚持。 现实会告诉你，不努力就会被生活给踩死。无需找什么借口，一无所有，就是拼的理由。 加倍努力，证明你想要的不是空中楼阁。胜利是在多次失败之后才姗姗而来。 心是最大的骗子，别人能骗你一时，而它却会骗你一辈子。 如你赢不了，至少你可以给予你的对手一个微笑。 驾驭命运的舵是奋斗。不抱有一丝幻想，不放弃一点机会，不停止一日努力。 内外相应，言行相称。——韩非 为别人鼓掌的人也是在给自己的生命加油。 原来时光一直都在，只是我们在飞逝。 友谊是精神的融合，心灵的联姻，道德的纽结。——佩恩
单位：焦每立方米，符号：J/m3 （气体）
常用燃料的热值
固体（ J/kg）
液体（ J/kg）
气体（ J/m3）
干木柴 1.2×107 酒精
3.0×107 煤气 1.8×107
烟煤 焦炭 无烟煤
2.9×107 3.0×107 3.4×107
柴油 石油 汽油
4.3×107 天然气 （3.3~4.5)×107 4.4×107 氢气 1.43×108 4.6×107
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能 全部用来对外做有用功呢？
热机 中燃 料释 放能 量的 主要 走向 示意 图
废气排出带走的能 量
由于机械传动 等，克服摩擦 所消耗的能量
热机效率
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
木炭
3.4×107 煤油
4.6×107
观察热值表，你有什么收获？ 1、氢气比热最大。
2、热值是燃料的一种特性，其大小与燃料的种类有
关。
q煤油=4.6×107J/kg和q氢气= 1.4×107 J/m3 物理意义
1kg的煤油完全燃烧所放的热量为4.6×107J 1m3的氢气完全燃烧所放的热量为1.4×10%
Q放
议一议
怎样提高热机的效率？ 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采用先进的技术； 4、注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。
能力拓展
已知煤气的热值为3.6×107J/m3，0.28m3的煤气完全燃 烧放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20℃， 质量为30kg的水吸收，则水温升高多少？[c水 =4.2×103J/(kg·℃)]
Q吸= η Q放 cm△t= η qV 或cm△t= η qm’
课堂总结
一、热值 1、定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。
单位：焦每千克，符号：J/kg（固体和液体） 单位：焦每立方米，符号：J/m3 （气体） 2、热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的 燃烧程度、质量等其它因素没有关系。