人教版九年級(jí)物理全冊14.2熱機(jī)的效率導(dǎo)學(xué)案

人教版九年級(jí)物理全冊14.2熱機(jī)的效率導(dǎo)學(xué)案一、導(dǎo)學(xué)目標(biāo)理解熱機(jī)的效率概念。掌握計(jì)算熱機(jī)效率的方法。分析熱機(jī)效率與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系。二、導(dǎo)學(xué)內(nèi)容1.熱機(jī)的效率熱機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，效率是評(píng)價(jià)熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。熱機(jī)的效率定義為機(jī)械能輸出與輸入熱能之比。熱機(jī)效率的計(jì)算公式為：\[\text{{效率}}=\dfrac{{\text{{機(jī)械能輸出}}}}{{\text{{輸入熱能}}}}\]熱機(jī)效率的取值范圍是0到1之間。2.熱機(jī)效率與能量轉(zhuǎn)化通常情況下，熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100%。根據(jù)能量守恒定律，熱機(jī)輸入的熱能必定會(huì)有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而另一部分會(huì)以熱能形式散失。熱機(jī)效率與能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系可以通過以下公式表示：\[1=\dfrac{{\text{{機(jī)械能輸出}}}}{{\text{{輸入熱能}}}}+\dfrac{{\text{{散失熱能}}}}{{\text{{輸入熱能}}}}\]從上述公式可以看出，散失熱能在能量轉(zhuǎn)化中起到了消耗的作用，導(dǎo)致熱機(jī)效率無法達(dá)到100%。3.熱機(jī)效率與可逆過程熱機(jī)效率的最高值是由可逆過程決定的?？赡孢^程是指系統(tǒng)與外界之間沒有任何熱交換產(chǎn)生的過程。對(duì)于可逆過程，熱機(jī)效率的計(jì)算公式可以簡化為：\[\text{{效率}}_{\text{{可逆}}}=1-\dfrac{{\text{{散失熱能}}_{\text{{可逆}}}}}{{\text{{輸入熱能}}}}\]可逆過程具有極高的效率，但在實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)。三、導(dǎo)學(xué)練習(xí)在一個(gè)熱機(jī)中，輸入熱能為1000J，機(jī)械能輸出為400J，求熱機(jī)的效率。一個(gè)熱機(jī)的輸入熱能為500J，散失熱能為100J，求熱機(jī)的效率。對(duì)于一個(gè)可逆熱機(jī)，輸入熱能為2000J，散失熱能為100J，求熱機(jī)的效率。四、導(dǎo)學(xué)總結(jié)熱機(jī)的效率是評(píng)價(jià)熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，可以用機(jī)械能輸出與輸入熱能之比來表示。熱機(jī)效率的取值范圍是0到1之間。熱機(jī)效率與能量轉(zhuǎn)化密切相關(guān)，根據(jù)能量守恒定律，輸入熱能會(huì)有一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，而另一部分會(huì)以散失熱能形式散失。熱機(jī)效率的最高值由可逆過程決定，可逆過程具有極高的效率，但在實(shí)際應(yīng)用中很難實(shí)現(xiàn)。五、思考題為什么熱機(jī)的效率不能超過100%？為什么可逆過程具有極高的效率，但在實(shí)