人教版初中物理九年級上冊課時11 第十四章 第二節(jié)第2課時：熱效率和熱機效率 教案

《第十四章第二節(jié)第2課時:熱效率和熱機效率》教學設計廣州市第三十三中學林秀芬PPT口頭表述章《第二節(jié)第2課時熱效率和熱機效率》★這節(jié)課我們的學習目標有三個：1.知道什么是熱效率。2.能說出熱機工作時能量的主要流向。3.知道什么是熱機的效率和提高熱機的效率的措施。★0.2kg都升高5℃時，水吸收的熱量都是★4.2×103J，消耗的酒精和蠟燭的質量★不同，進一步研究我們知道它們完全燃燒★放出的熱量不（停5秒）★我們首先用酒精燃燒加熱水為例子進一步研究?！飭枺核盏哪芰繌哪睦飦恚浚ㄍ?秒）★答：它是酒精的化學能通過燃燒轉化而來?？说木凭耆紵懦龅臒崃渴?.5×10J。我們可以看到水的吸熱少,酒精完全燃燒放的熱（停2★這是加熱后的石棉網(wǎng)上的積碳。也就是說在實際燃燒過程中，有一小部分★酒精并未完全燃燒，即有能量損失，所以★酒精實際燃燒放出的熱量往往比按熱值計算出的要小。問：酒精實際燃燒放出了能量，★除了給水吸收了外，還有沒其它損耗？（停5秒）答：在實驗過程中我們發(fā)現(xiàn)★也給加熱裝置如石棉網(wǎng)、燒杯等吸收了部分的能量，同時，燃燒過程中★高溫的煙氣也會帶走一部分能量。（停2秒）★師：在整個加熱過程中水吸收的能量E1為★有用能量外，★E2、E3、E4等等都屬于★損耗能量。它們都來至于酒精完全燃燒放出的★總能量。那么我們能否計算出本次加熱水的過程中，加熱的效率是多少？（停5秒）★這是我們在初二學習的機械效率η，η等于有用功比上總功。（展示機械效率的公式）你能從中得到啟發(fā)嗎？（停5秒）本次實驗中，加熱效率就是★有用的能量比上總的能量，我們把它叫做熱效率?！镂覀儼严鄳?.2×1034.5×104J，★算出酒精加熱水時的熱效率為9.3％（PPT展示：）（停2秒）★我們已經(jīng)算出酒精加熱水的效率為通過以上數(shù)據(jù)你可以算出燃燒蠟燭加熱水的熱效率嗎？（停5秒）有用的能量同理★η=總的能量，有用的能量都是4.2×103J，但蠟完全燃燒釋放的總能量為3.01×10J（停2秒）根據(jù)數(shù)據(jù)算出燃燒蠟加熱水的熱效率是★13.9％？（停2秒）可見用酒精和蠟燭，加熱水的熱效率不相同。水吸收的熱量相同都是4.2×103J，★消耗燃料質量不相等的，其中一個因素是燃料的熱值，★而另一個因素就是在加熱過程中的熱效率了。★請同學們做好筆記（5秒）問：內(nèi)燃機中，燃料在汽缸中燃燒，燃燒后產(chǎn)生的熱量通過活塞運動轉化為輸出的機械能?！镎埻瑢W們看書本第24頁的想想議議★第一個問題、內(nèi)燃機中燃料能否能夠完全燃燒？（停5秒）答：以下是★工程師維修發(fā)動機的一些情景：★我們發(fā)現(xiàn)：在★進氣道、★燃燒室、★噴油嘴、★進氣門和排氣門都有積碳，可見，發(fā)動機所用2秒）問：我們來看第二個問題★，燃料燃燒釋放的能量都去哪里了？（停5秒）★答：除了做功沖程中★活塞運動帶動傳動裝置運動做功，轉化成有用機械能以外，燃料★由于未完全燃燒損失了一部分能量。（停2還有★其它的損耗嗎？（停5秒）答：我們發(fā)現(xiàn)汽車行駛一段路程后關閉發(fā)動機，靠近引擎蓋會感到很熱，那是機械裝置★散失了部分能量，同時我們的排氣沖程★尾氣筒排出的高溫廢氣也帶走了一部分能量，還有★機械傳動的過程中，克服摩擦消耗了一部分能量，等等。（請同學們在書本24頁完善能流圖）（停5秒）★對于熱機而言，燃料釋放的總能量Q★=mq其中有一部分能量帶動傳動裝置對外做功，轉化成機械能，這是★有用的能量，還有相當一部分能量散失了，也就是說熱機工作中同樣存在效率問題，那么根據(jù)前面學習過的熱效率，同學們能否推出熱機工作時的效率呢？（停5秒）對了，我們把★用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機的效率。用公式表達為★★請同學們做好筆記，展示板書（停5秒）★人類第一次工業(yè)革命的標志蒸汽機機車的效率為★6%~15%，汽油機的效率為★20%-30%，柴油機的效率為★30-50%。5秒）答：我們的蒸汽機燃料在汽缸外燃燒，是外燃機，損耗大，利用率低。而汽油機和柴油機燃料在汽缸內(nèi)燃燒，是內(nèi)燃機，損耗相對較小，利用率較高些。接下來我們通過一個視頻了解熱機效率提升的歷程★視頻1分30秒★答：我們知道熱機的效率是熱機性能的重要指標。假如你是熱機工程師，在設計和制造熱機時★你會從哪些方面提高熱機的效率？5秒）★根據(jù)熱機效率公式，在做有用功的能量★一定時，盡量★減小燃料完全燃燒放出的能量，那就是，要5秒）★結合能流圖我們可以★減少燃料未完全燃燒損失的能量，具體就是①★通過增大燃料與氧氣接觸面積使燃料燃燒更充分，★對于蒸汽機就是把煤塊變煤粉、★對于內(nèi)燃機就是利用電子燃油噴射系統(tǒng)把油變成霧狀油滴（停2秒）★減少機械裝置散失的能量★②改進熱機：蒸汽機演變?yōu)閮?nèi)燃機★減少廢氣帶走的能量★③設法利用廢氣：大型發(fā)電機常常用蒸汽輪機推動，為了提高燃料的利用率，人們利用蒸汽輪機排出的廢氣來供熱，這種既供電又供熱的熱電站，比起一般的火電站來，燃料的利用率大大提高）、冬天汽車的供暖★；減少機械摩擦的損耗★④改進設計簡化機械傳動你們看我們把學過的知識應用于我們的生活，使我們的生活更美好。★請同學們做好筆記（停5秒）在上節(jié)課基礎上這節(jié)課我們了解熱效率、熱機效率和提高熱機效率的措施。課堂到此結束，謝謝觀看！再見！老師，現(xiàn)在進入九年級—人教版—物理—第十四章《第二節(jié)第2課時熱效率和熱機效率》答疑環(huán)節(jié)，各位同學，學完今天的內(nèi)容你是否有所收獲呢？★（停5秒）器。（停2秒）紙做一下簡單的運算（停5秒）我們先看第(1)小問，要計算★汽油完全燃燒釋放的★題目給出消耗汽油的質量是3.5kg★熱值是4.6107J/kg，結合題目給出的條件，所以選用公式★Q放＝mq★代入數(shù)據(jù)和公式算出汽油完全燃燒釋放的能量是1.61×108J★我們看第(2)小問，題目要求此過程中該汽油機的效率是多少？（停5秒）根據(jù)熱機的效率同學們通常會出現(xiàn)這兩種解法，第一種解法是5★你們認為55楚能量是如何轉化的我們才能判斷哪種解法是正確的★我們再來結合能流圖★思考下，（停5秒）我