燃料及其熱值

燃料及其熱值燃料及其熱值

教學(xué)目標(biāo)學(xué)問(wèn)目標(biāo)（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）知道什么是燃料的燃燒值和單位，會(huì)查燃料燃燒值表.力量目標(biāo)會(huì)計(jì)算某種燃料完全燃燒放出的燃料.情感目標(biāo)結(jié)合有效利用燃料的途徑，使同學(xué)懂得節(jié)省和充分利用能源的重要意義.教學(xué)建議教材分析本節(jié)有兩部分，“燃料的熱值”從生產(chǎn)和生活的一些現(xiàn)象動(dòng)身，說(shuō)明白現(xiàn)代.中使用的能源主要是內(nèi)能，且由燃料燃燒得到.又供應(yīng)了科學(xué)資料，列舉了幾種燃料的熱值，并給出了熱值的定義和單位，本處要求同學(xué)能做簡(jiǎn)潔的計(jì)算.“有效利用燃料”直接聯(lián)系實(shí)際介紹了燃料燃燒利用的狀況，并分析現(xiàn)代的大型鍋爐，說(shuō)明白提高利用率的方法，最終結(jié)合詳細(xì)數(shù)據(jù)介紹了提高燃料的利用率的實(shí)際意義.教法建議引入新課的方法，可以由同學(xué)聯(lián)系生產(chǎn)和生活的實(shí)際來(lái)舉例分析，而知道在現(xiàn)代.中，使用能量主要還是從燃料燃燒中獲得的內(nèi)能.“燃料的熱值”，同學(xué)觀看和分析教材的或老師供應(yīng)的科技資料，學(xué)習(xí)熱值的概念，并用簡(jiǎn)潔的數(shù)學(xué)方法，會(huì)進(jìn)行有關(guān)的熱值計(jì)算.“有效利用燃料”，老師分析，使同學(xué)知道燃料實(shí)際很難完全燃燒，只有一部分被利用，引出了使用效率問(wèn)題，可以用畫比例圖的方法讓同學(xué)深化理解爐子的效率.接著同學(xué)閱讀資料（課本上的或老師供應(yīng)的）得出提高鍋爐的效率和燃料的利用率的方法.本部分內(nèi)容可以同學(xué)小組爭(zhēng)論.對(duì)于提高燃料利用率，也是采納供應(yīng)同學(xué)學(xué)習(xí)資料，同學(xué)可以課下收集相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，提高同學(xué)信息收集和處理力量.同學(xué)從學(xué)習(xí)中體會(huì)到可持續(xù)進(jìn)展的思想.教學(xué)設(shè)計(jì)方案【課題】【重難點(diǎn)】重點(diǎn)是燃料熱值的概念和單位，并依據(jù)定義計(jì)算燃料燃燒放熱的有關(guān)問(wèn)題.提高爐子的效率要從聯(lián)系實(shí)際入手，分析實(shí)際問(wèn)題，知道爐子的效率.【教學(xué)過(guò)程方案參考】一.引入新課方法1、聯(lián)系生產(chǎn)和生活的實(shí)例說(shuō)明人類利用的能量主要是從燃料燃燒中獲得的內(nèi)能.老師可以參考的實(shí)例有：a、原始.火的利用；b、現(xiàn)代.中取暖的方法之一煤取暖；取暖方法之二電取暖，而電能的獲得主要的方法是火力發(fā)電；c、新能源利用處于進(jìn)展階段而不是成熟階段.方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，可以同學(xué)供應(yīng)資料，自行說(shuō)明能量的主要來(lái)源，也可以老師供應(yīng)資料，同學(xué)分析出這個(gè)結(jié)論.二.燃料的熱值方法1、觀看課本上的“幾種燃料的熱值”表格，說(shuō)明不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的，這個(gè)特性可以用熱值表示，并給出定義和單位，并結(jié)合簡(jiǎn)潔的例題會(huì)計(jì)算有關(guān)熱值的習(xí)題.例題：把5k(t-t0)可以算出將水燒開(kāi)要汲取多少熱量，解題時(shí)應(yīng)留意在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，即水燒開(kāi)時(shí)的溫度為100℃，再利用燃料的燃燒值求干木柴的質(zhì)量.解答：Q吸=Cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)=1.26×106J由于Q吸=Q放=1.26×106J所以干木柴質(zhì)量方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，老師供應(yīng)科技資料，同學(xué)分析獲得相同的能量，用不同的燃料，消耗量是不同的，其緣由是不同的燃料有其特性――熱值.再依據(jù)學(xué)習(xí)“密度”和“比熱容”的方法，知道對(duì)于這種特性的描述就是其定義，能提高同學(xué)學(xué)問(wèn)遷移力量，供應(yīng)例題，同學(xué)自行設(shè)計(jì)解題方案，同學(xué)甚至還可以總結(jié)出熱值計(jì)算的公式.三.有效利用燃料方法1、老師分析實(shí)際取暖的有關(guān)問(wèn)題，使同學(xué)熟悉到燃料很難完全燃燒，而且放出的內(nèi)能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分，把有效利用的熱量與抱負(fù)狀況下放出的熱量的比值稱為爐子的效率，可以畫出比例圖，同學(xué)分析并理解爐子的效率是哪些部分之比.

對(duì)于提高爐子的效率和燃料的利用率可以由同學(xué)閱讀資料，分組爭(zhēng)論得出.提高燃料利用率也是由同學(xué)閱讀資料，老師可以供應(yīng)一些有關(guān)的課外資料，主題是提高燃料的利用率，形成同學(xué)可持續(xù)進(jìn)展的觀念.方法2、對(duì)基礎(chǔ)較好的班級(jí)，老師供應(yīng)資料，同學(xué)自行分析爐子的效率和燃料的利用率問(wèn)題，并就提高燃料的利用率的方法和意義提出自己的看法，結(jié)合自己所在的地區(qū)在這些方法的做法提出看法，對(duì)于不合理的地方可以提出建議，分組爭(zhēng)論，提交分析報(bào)告給老師，老師依據(jù)實(shí)際狀況，可以組織爭(zhēng)論.要求同學(xué)能課下收集相關(guān)資料，處理信息，養(yǎng)成從信息中學(xué)習(xí)的方法和習(xí)慣.【板書設(shè)計(jì)】

探究活動(dòng)

試驗(yàn)探究：各種燃料【課題】調(diào)查各種燃料【組織形式】同學(xué)活動(dòng)小組【活動(dòng)流程】提出問(wèn)題；猜想與假設(shè)；制訂方案與設(shè)計(jì)試驗(yàn)；進(jìn)行試驗(yàn)與收集證據(jù)；分析與論證；評(píng)估；溝通與合作.【參考方案】調(diào)查各種燃料的燃燒值，并知道不同燃料的用途和緣由.【備注】1、寫出探究過(guò)程報(bào)告.2、發(fā)覺(jué)新問(wèn)題.探究活動(dòng)范例：廚房里的熱學(xué)活動(dòng)內(nèi)容了解、收集、分析、總結(jié)廚房里的熱學(xué)學(xué)問(wèn).活動(dòng)目的1、讓同學(xué)了解廚房里所涉及到的熱學(xué)問(wèn)，通過(guò)廚房炊具及餐桌上的變化，使同學(xué)感受到改革開(kāi)放給人民生活水平帶來(lái)的提高，對(duì)同學(xué)進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義訓(xùn)練.2、培育同學(xué)觀看、分析、總結(jié)問(wèn)題的力量.活動(dòng)預(yù)備先讓同學(xué)回家時(shí)仔細(xì)觀看廚房全部的炊具、做飯、燒菜的全部過(guò)程，回憶自家廚房發(fā)生的一系列變化及看到的有關(guān)物理現(xiàn)象，思索哪些與學(xué)習(xí)的熱學(xué)學(xué)問(wèn)有關(guān)，怎樣解釋其現(xiàn)象，做好筆記.活動(dòng)過(guò)程1、小組爭(zhēng)論、溝通(每個(gè)同學(xué)都有機(jī)會(huì)展現(xiàn)自己的調(diào)查結(jié)果)2、班級(jí)爭(zhēng)論、溝通(小組推選代表)3、老師歸納小結(jié)（1）爐灶的變遷，從大土磚灶到紅磚砌的“節(jié)能灶”，從土煤爐到蜂窩煤爐，從沼氣灶到液化氣灶，每一次改進(jìn)之所以深受人們歡迎，主要是每次改進(jìn)都能使燃料燃燒更充分，既節(jié)約了燃料，又削減了廢氣(煙)污染，當(dāng)然還有使用更便利的因素.（2）使用爐灶燒火或炒菜做飯時(shí)，要把鍋底放在火苗的外焰，不要讓鍋底壓著火頭，這樣可以使鍋的溫度上升得快.（3）鍋鏟、手勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄都用木頭或塑料，是由于木頭、塑料是熱的不良導(dǎo)體，以便在烹飪過(guò)程中不燙手.（4）爐灶上面安裝排風(fēng)扇，是為了加快空氣的對(duì)流，使廚房里的油污準(zhǔn)時(shí)排出去，避開(kāi)污染房間.（5）往保溫瓶灌開(kāi)水時(shí)，不灌滿，能更好地保溫.由于未灌滿時(shí)，瓶口處有一層水蒸氣，它是熱的不良導(dǎo)體，能更好地防止熱量的散失.（6）冬季從保溫瓶里倒出一些開(kāi)水后，蓋緊瓶塞時(shí)，經(jīng)常會(huì)看到瓶塞立刻往上跳一下(有時(shí)會(huì)脫離瓶口掉在地上).這是由于隨著開(kāi)水的倒出，進(jìn)入了一些冷空氣，瓶塞塞緊后，進(jìn)入的冷空氣很快膨脹，壓強(qiáng)增大，推開(kāi)瓶塞.（7）在冬天或氣溫很低的狀況下，往玻璃杯中倒入沸水時(shí)，應(yīng)當(dāng)先用少量的沸水預(yù)熱一下杯子，以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過(guò)大，內(nèi)壁膨脹受到外壁阻礙產(chǎn)生力，致使杯子裂開(kāi).（8）煮熟后滾燙的雞蛋和在沸水中燙一下的西紅柿，放入冷水中浸一會(huì)，簡(jiǎn)單剝殼和剝皮.由于滾燙的蛋殼與蛋白、西紅柿皮與肉遇冷后都會(huì)收縮，但它們的收縮程度不一樣，從而使兩者脫離.（9）冬季喝剛出鍋的湯時(shí)，看到湯面沒(méi)有熱氣，似乎湯不燙，但喝起來(lái)卻燙口，由于湯面上一層油阻擋了湯內(nèi)熱量的散失.（10）炒菜主要是用熱傳導(dǎo)的方式，煨湯、煮飯、燒水等都是用對(duì)流方式傳熱.（11）滾燙的砂鍋放在濕地易裂開(kāi).這是由于砂鍋是熱的不良導(dǎo)體，滾燙的砂鍋放在濕地上時(shí)，砂鍋外壁快速放熱收縮，而內(nèi)壁溫度降低很慢，砂鍋內(nèi)外收縮不勻，故易裂開(kāi).（12）液化氣是用壓縮體積的方法使氣體液扮裝在鋼罐中的，使用時(shí)，通過(guò)減壓閥，液化氣的壓強(qiáng)降低，液態(tài)變成氣態(tài)進(jìn)入灶中燃燒的.（13）燒水或煮食物時(shí)，噴出的熱蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴(yán)峻.由于經(jīng)它們變成同溫度的熱水、熱湯時(shí)，要放出熱量(液化放熱).（14）手沾點(diǎn)涼水拿剛出籠的熟饅頭時(shí)不覺(jué)得怎么燙手.這是由于熱饅頭接觸手上的涼水時(shí)，涼水快速汽化生成一層水蒸氣在手與饅頭之間，水蒸氣是熱的不良導(dǎo)體，所以手不覺(jué)得怎么燙了.（15）夏天用我國(guó)南方一種陶土做的涼水壺裝開(kāi)水，會(huì)很快冷卻，且比氣溫低，這是由于陶土容器中的水可以滲透出來(lái)，到了容器壁外的水會(huì)很快地蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)要從容器和它里面的水里汲取大量的熱，因而使水溫很快降低.當(dāng)水溫降到和氣溫一樣時(shí)，水還會(huì)連續(xù)滲透、蒸發(fā)，還要從水中吸熱，水溫連續(xù)降低，但由于水溫低于氣溫后，水又會(huì)從四周空氣中吸熱，故水溫不會(huì)降得過(guò)低.（16）夏天自來(lái)水管壁大量“出汗”，經(jīng)常是要下雨的征兆.必需明確，自來(lái)水管“出汗”現(xiàn)象，并不是管內(nèi)的水滲漏.由于自來(lái)水大都是來(lái)自地下，溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸到水管壁，就會(huì)放出熱量而液化，一旦水管壁大量“出汗”，說(shuō)明空氣中水蒸氣含量高，濕度大，這正是下雨的前兆.（17）冬天水壺里的水燒開(kāi)后，在壺嘴肯定距離才能看到“白氣”，而緊靠壺嘴的地方看不到“白氣”.這是由于緊靠壺的地方溫度較高，壺嘴噴出來(lái)的水蒸氣不能液化.而距壺嘴肯定距離的地方溫度低，壺嘴噴出來(lái)的水蒸氣放熱液化成小水滴，即看到的“白氣”.（18）當(dāng)鍋燒得溫度較高時(shí)，灑點(diǎn)水在鍋內(nèi)，會(huì)發(fā)出“吱吱”的聲音，并冒出大量“白氣”，這是水先汽化后液化的現(xiàn)象.（19）在熱鍋里和燒得溫度很高的鍋里滴有同樣的一滴水，熱鍋里水滴先蒸干.緣由是水滴滴入溫度很高的鍋中，接觸處的水急劇汽化形成一層水蒸氣，這層水蒸氣托起尚未汽化完的水滴，減緩了水滴汽化的速度，同時(shí)引起了水滴的跳動(dòng)，跳動(dòng)過(guò)程中，由于水蒸氣的散失，水滴受重力作用下落，將又與熱鍋接觸，再次形成一層水蒸氣而托起水滴.如此反復(fù)，水滴不斷跳動(dòng)，并且漸漸減小直至消逝，汽化時(shí)間當(dāng)然長(zhǎng)一些，所以后蒸干.而水滴在熱鍋中直接汽化，很快蒸發(fā)干.（20）磨刀時(shí)要往菜刀上灑水，由于刀與磨石摩擦生熱，刀的溫度過(guò)高時(shí)鋼鐵硬度會(huì)減小，刀口就不銳利了，灑水后汲取了熱量，刀的溫度就不會(huì)升得過(guò)高了.（21）當(dāng)湯煮滿鍋時(shí)，快速向鍋內(nèi)加冷水或把湯揚(yáng)起再倒入鍋內(nèi)都可制止沸騰.緣由都是汲取鍋里湯的熱量，使其溫度降到沸點(diǎn)以下.加冷水，因冷水的溫度低于沸騰湯的溫度，混合時(shí)，冷水吸熱，湯放熱.把湯揚(yáng)起再倒入鍋內(nèi)的過(guò)程中，由于空氣溫度比湯低，湯放出了一部分熱量，溫度略有降低，倒入鍋內(nèi)時(shí)，它又要從沸湯中汲取一部分熱量.（22）油炸食物時(shí)，濺入水滴會(huì)聽(tīng)到“叭、叭”響聲，并濺出油來(lái).這是由于水的沸點(diǎn)比油低，水的密度比油大，濺入油中的水滴沉到油底快速沸騰，產(chǎn)生的氣泡上升裂開(kāi)而導(dǎo)致響聲.（23）煮食品時(shí)，并不是火越旺越快，由于水沸騰時(shí)的溫度是不變的，即使再加大火力，也不能提高水溫，而結(jié)果只是加快了水的汽化，使鍋內(nèi)的水干得快而已，白白鋪張了燃料.正確的方法是用大火把水燒開(kāi)后，就改用小火，保持鍋內(nèi)的水始終沸騰就行了.（24）用壓力鍋煮食物熟得快，主要是增大了鍋內(nèi)的壓強(qiáng)，提高了沸點(diǎn)，即提高了煮食物的溫度.（25）用砂鍋煮食物，食物煮好后，讓砂鍋離開(kāi)火爐，食物在鍋內(nèi)還能連續(xù)煮一會(huì)兒.這是由于砂鍋離開(kāi)火爐時(shí)砂鍋底的溫度高于100°C，而鍋內(nèi)的食物溫度為100°C，離開(kāi)火爐后，鍋內(nèi)食物還可從鍋底汲取熱量，連續(xù)沸騰，直到砂鍋的溫度降為100°C止.（26）用錫焊的鐵壺?zé)瑝責(zé)粔?，若不裝水把它放在火上一會(huì)就會(huì)燒壞了.這是由于水的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下是100°C，錫的熔點(diǎn)是232°C，裝水燒時(shí)，只要水未燒干，壺的溫度總不會(huì)超過(guò)100°C，達(dá)不到錫的熔點(diǎn)，更達(dá)不到鐵的熔點(diǎn)，所以壺?zé)粔?若不裝水放在火上燒，不一會(huì)兒壺的溫度就會(huì)達(dá)到錫的熔點(diǎn)，焊錫熔化，壺就壞了.（27）腌咸菜往往要十天半月菜才會(huì)變咸，而炒菜時(shí)加鹽幾分鐘就變咸了.這是由于溫度越高，鹽分子運(yùn)動(dòng)越快的原因.（28）長(zhǎng)期堆煤的墻角處，若用小刀從墻上刮去一薄層，可看