九年級(jí)物理14.2熱機(jī)的效率教案

1、第二節(jié) 熱機(jī)的效率【教學(xué)目標(biāo)】知識(shí)與技能1、知道在燃燒過(guò)程中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能;2、知道什么是燃料的熱值和單位，會(huì)查燃料熱值表.過(guò)程與方法1、從生活中體會(huì)不同燃料燃燒釋放熱的本領(lǐng)不同，建立熱值的概念。2、能簡(jiǎn)單計(jì)算某種燃料完全燃燒放出的熱量。3、能說(shuō)出熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向，知道什么是熱機(jī)的效率。情感態(tài)度與價(jià)值觀結(jié)合有效利用燃料的途徑，使學(xué)生懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義.【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)是燃料熱值的概念和理解，熱機(jī)的效率。難點(diǎn)是對(duì)熱機(jī)的效率的理解?！窘虒W(xué)方法】啟發(fā)式教學(xué)法，自學(xué)討論法，設(shè)疑問(wèn)教學(xué)法，類比教學(xué)法?！窘虒W(xué)準(zhǔn)備】或【實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備】課前收集的燃料的圖片、多媒體課件等【教

2、學(xué)過(guò)程】知識(shí)點(diǎn)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)一、燃料【活動(dòng)情景設(shè)置】請(qǐng)同學(xué)觀察插圖，說(shuō)明燃料的燃燒時(shí)能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。 燃料的燃燒學(xué)生結(jié)合生活討論思考，燃料可分為哪三種學(xué)生觀察、思考、回答1、 燃料的分類2、燃料燃燒放出的熱量與什么因素有關(guān)？二、燃料的熱值：1概念：燃料的種類很多，固體燃料有木柴、煤等，液體燃料有汽油、柴油等，氣體燃料有煤氣、天然氣等。根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)，相同質(zhì)量的不同燃料，燃燒放出的熱量是不是相同？要找出事實(shí)來(lái)支持你的論點(diǎn)，并進(jìn)行分析。 幾種燃料【總結(jié)過(guò)渡】燃料及其熱值相同質(zhì)量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。請(qǐng)同學(xué)認(rèn)真學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)課本熱值的知識(shí)，并回答下列問(wèn)題：1.什么叫燃料的熱值？熱值用什么符號(hào)

3、表示？2.熱值的單位是什么？3.木炭熱值是3.4107J/kg，表示的物理意義是什么？4.煤氣的熱值是3.9107J/m3，表示的物理意義是什么？5.計(jì)算燃料完全燃燒放出熱量公式是什么？6.燃料燃燒放熱計(jì)算：小明某次用火爐燒水時(shí)，共消耗了1.5kg的煙煤，試計(jì)算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量（煙煤的熱值q=2.7107J/kg)?2熱值的單位：3.燃料燃燒的放熱計(jì)算公式：設(shè)計(jì)意圖：現(xiàn)象學(xué)生有生活經(jīng)驗(yàn)，能產(chǎn)生共鳴。拋出矛盾，使學(xué)生有認(rèn)知欲望。【交流解惑】課本P23“小資料”部分，你有哪些發(fā)現(xiàn)？結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勀銓?duì)熱值的理解。交流總結(jié)：（1）熱值反映了燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與

4、燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均無(wú)關(guān)系。（2）熱值的單位：J（3）不同燃料的熱值一般不同；不同燃料的熱值有時(shí)還可能相同。（4）氫氣的熱值最大。（5）氣體的熱值單位：J/m3延伸拓展：推導(dǎo)燃料完全燃燒放熱的計(jì)算公式：1、酒精的熱值是3.0107J/kg，它的物理意義是什么？1kg的酒精完全燃燒放出的熱量是3.0107J2、2kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？ 2kg3.0x107J/kg=6.0107J3、質(zhì)量為3kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？3kg3.0107J/kg=9.0107J4、質(zhì)量為mkg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？Q = mq其中m表示質(zhì)量，單位是kg，q表

5、示熱值，單位是J/kg，Q表示燃料燃燒放出的熱量，單位是J。同樣的原理，體積為V的某種燃料完全燃燒放出的熱量是多少焦？Q = Vq燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過(guò)程中，儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。燃料的種類很多，可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出的熱量不同。 如：1千克木柴、1千克煤和1千克的液化石油氣完全燃燒時(shí)放出熱量不同（燒同一壺水時(shí)升高的溫度不一樣學(xué)生自主學(xué)習(xí)，思考回答1、某種燃料完全燃燒所放出的熱量與其質(zhì)量之比。其符號(hào)是q2、J/kgJ/m33、1千克木炭完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.4107J4、1立方米煤氣完全燃燒時(shí)放出的熱量是3.9107J三

6、、熱機(jī)的效率1.熱效率2、熱機(jī)的效率設(shè)計(jì)意圖：根據(jù)熱值的物理意義，去推倒燃料燃燒放熱的公式，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生在理解熱值的基礎(chǔ)上，很容易推導(dǎo)燃料燃燒的放熱公式?！揪氁痪殹?00g汽油完全燃燒時(shí)可以放出多少熱量？解：查表可知，汽油的熱值q=4.6107J/kg m=500g=0.5kgQ=qm=4.6107J/kg0.5kg=2.3107J【想一想】提出問(wèn)題：用煤氣灶燒水時(shí)，煤氣能完全燃燒嗎？煤氣燃燒放出的熱量能全部被水吸收嗎？分析討論：煤氣燃燒放出的熱量：1、煤氣不能完全燃燒，損失了一部分能量2、煤氣灶本身也會(huì)吸收一部分能量3、高溫的煙氣帶走了一部分能量4、還有一部分直接損失掉了5、水吸

7、收的熱量只占煤氣放出熱量的一部分所以，在燒水的過(guò)程中，被水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出能量的比值，稱為熱效率。熱機(jī)也有類似的情況：在內(nèi)燃機(jī)中，燃料燃燒產(chǎn)生的能量到哪里去了呢？熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，在這個(gè)情景中，真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只占燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。5、q= Q放/m6、Q=1.5kg2.7107J/kg =4.05107J熱值的單位： J/kg (或J/m3)氫氣的熱值最大。小組討論、交流，并由小組長(zhǎng)推選代表發(fā)言3、提高熱機(jī)效率的途徑所以：用來(lái)做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率。理解熱機(jī)的效率:1) 熱機(jī)效率是指熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉?/p>

8、的能量與燃料完全燃燒所擇放的能量的比值,它反映了能量的利用率,熱機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志.(2) 由于熱機(jī)在工作過(guò)程中,總有能量損失,所以熱機(jī)的效率總小于1。設(shè)計(jì)意圖：學(xué)生在機(jī)械效率的基礎(chǔ)上建立熱效率的概念，進(jìn)而建立熱機(jī)的效率，可以使學(xué)生認(rèn)知更有條理性，更深刻，加深對(duì)熱機(jī)效率的理解。【練一練】某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水，用鍋爐將200kg的水從25 加熱到100 ，燃燒了6kg的無(wú)煙煤。試求(1) 鍋爐內(nèi)200kg的水吸收了多少熱量？(2) 6kg無(wú)煙煤完全燃燒放出的熱量是多少？(3) 此鍋爐的效率是多少？（無(wú)煙煤的熱值是3.4107J/kg【議一議】為了合理利用能源，人們一直都在努力提高熱機(jī)的效率，汽

9、油機(jī)的效率：2030%，柴油機(jī)的效率：3045%，都比蒸汽機(jī)的效率高，那么怎樣提高熱機(jī)的效率？引導(dǎo)學(xué)生從節(jié)能和環(huán)保角度分析有效利用燃料的方法，探討提高熱機(jī)效率的途徑?？偨Y(jié)：1、使燃料充分燃燒2、盡量減少各種熱量損失；3、在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量設(shè)計(jì)意圖：增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，增強(qiáng)學(xué)生為提高熱機(jī)效率，加強(qiáng)環(huán)保的責(zé)任心和使命感。也體現(xiàn)了從物理到生活的理念。燃料的利用使人類得到大量?jī)?nèi)能,但同時(shí)造成環(huán)境污染,尤其是熱機(jī)的使用.因此,保護(hù)環(huán)境,控制和消除大氣污染是必須重視的問(wèn)題,請(qǐng)同學(xué)們課下收集如何控制和消除大氣污染。學(xué)生根據(jù)對(duì)熱值的

10、物理意義的理解推導(dǎo)燃料燃燒放熱的計(jì)算公式。學(xué)生小組討論加深對(duì)公式的理解：1、公式計(jì)算的是燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量2、公式中m必須用Kg為單位，V必須用m3為單位。 3、熱值q與燃料質(zhì)量和放熱的多少?zèng)]有關(guān)系，它是反映燃料優(yōu)劣的物理屬性學(xué)生練習(xí)學(xué)生討論，分析煤氣燃燒放出能量的幾種去向，然后個(gè)別回答。學(xué)生通過(guò)分析理解熱效率學(xué)生討論，分析內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒放出能量的幾種去向?qū)W生通過(guò)類比分析理解熱機(jī)的效率學(xué)生通過(guò)計(jì)算加深對(duì)熱效率的理解。學(xué)生討論有效利用燃料的方法，探討提高熱機(jī)效率的途徑。三、課堂小結(jié)回顧本節(jié)課“你學(xué)到了什么？”見附件1學(xué)生討論發(fā)言，梳理本節(jié)知識(shí)要點(diǎn)四、課堂檢測(cè)老師巡視、講評(píng)完成檢測(cè)題見附件2

11、五、布置作業(yè)課內(nèi)作業(yè)：動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理1、3課外作業(yè)：動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理2、4課后完成【板書設(shè)計(jì)】定義：某種燃料完全燃燒所放出的熱量與其質(zhì)量之比單位：J/kg, (J/m3)公式：Q=mq熱值14.2熱機(jī)的效率 1.定義：用來(lái)做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比2.如何提高熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率【教學(xué)反思】通過(guò)教學(xué)，使學(xué)生從生活中體會(huì)不同燃料完全燃燒釋放熱能的特征，建構(gòu)起燃料的熱值概念。依據(jù)燃料熱值表中資料數(shù)據(jù)和燃料燃燒放熱與燃料質(zhì)量和熱值的關(guān)系進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。了解熱機(jī)工作時(shí)釋放熱量的主要流向，初步認(rèn)識(shí)熱機(jī)效率，大致了解提高熱機(jī)效率的途徑。不足：在教學(xué)過(guò)程中也暴露了很多問(wèn)題，比如，學(xué)生生活自

12、理能力有待提高。對(duì)于燃料的認(rèn)識(shí)很少，生活經(jīng)驗(yàn)太少。附件1：知識(shí)框架附件114.1熱機(jī)的效率思維導(dǎo)圖附件2：課堂檢測(cè)A基礎(chǔ)題1、實(shí)驗(yàn)表明:質(zhì)量相等的不同燃料,完全燃燒所放出的熱量一般是 (相同/不相同)。2、現(xiàn)代火箭用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)樗哂? ) A較大的比熱 B較低的沸點(diǎn) C較大的熱值 D較高的凝固點(diǎn)3、煤油的熱值大于酒精的熱值，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A煤油比酒精含有的熱量多B. 燃燒相同質(zhì)量的煤油和酒精，煤油放出的熱量要多些C. 完全燃燒相同質(zhì)量的煤油和酒精，利用煤油剛好能燒開一壺水，那么利用酒精則不能燒開這壺水（熱效率相同的條件下）D.通風(fēng)條件好，供氧越充足，兩種燃料的熱值就越大4、

13、下列說(shuō)法中正確的是（ ）A燃料的熱值越大，燃燒時(shí)放出的熱量就越多B. 燃料的熱值越小，完全燃燒單位質(zhì)量的該燃料放出的熱量越少C. 燃料的熱值越小，放出相等的熱量時(shí)，燃料用量越少D. 燃料燃燒的越充分，其熱值就越大B提高題5、一個(gè)含0.6 kg無(wú)煙煤的蜂窩煤，能燒開5瓶水，而0.6 kg的液化氣可以供普通人家一天做飯、燒開水、洗澡用水。這樣看來(lái)不同的燃料的不同，若q無(wú)煙煤=3.4107J/kg，5瓶水的質(zhì)量是9kg，從20到燒開，那么這個(gè)煤爐的效率是。（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）6、在一次某新型號(hào)的汽車測(cè)試中，讓汽車在一段平直的公路上勻速行駛4.8km，受到的阻力是3.0103N，消耗汽油1.2kg（假設(shè)汽油完全燃燒）。汽油的熱值為q=4107J/kg，求：（1）在測(cè)試中，汽車牽引力所做的功W；（2）該型號(hào)汽車的熱機(jī)效率。