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1、第二节热机的效率【教学目标】知识与技能1、知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能; 2、知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表. 过程与方法1、从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。2、能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。情感态度与价值观结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义. 【教学重难点】重点是燃料热值的概念和理解，热机的效率。难点是对热机的效率的理解。【教学方法 】启发式教学法，自学讨论法，设疑问教学法，类比教学法。【教学准备】或【实验准备】课前收集的燃料的图片、多媒体课件
2、等【教学过程】知识点教师活动学生活动一、燃料【活动情景设置】请同学观察插图，说明燃料的燃烧时 能的转化 过程。燃料的燃烧学 生 结 合 生 活讨论思考， 燃料可分为哪三种学 生 观 察 、 思考、回答燃 料 的 燃 烧 是名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 9 页 - - - - - - - - - 1、燃料的分类2、燃料燃烧 放 出 的热 量 与 什么 因 素 有关？二、燃料的燃料的种类很多， 固体燃料 有木柴、煤等，液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料 有煤气
3、、天然气等。根据你的经验， 相同质量的 不同燃料 ，燃烧放出的热量 是不是 相同？要找出事实来支持你的论点，并进行分析。几种燃料【总结过渡】燃料及其热值相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。请同学认真学习自主学习课本热值的知识，并回答下列问题：1. 什么叫 燃料的热值 ？热值用什么符号表示？2. 热值的单位 是什么？3. 木炭热值是 3.4 107J/kg ， 表示的 物理意义 是什么？4. 煤气的热值是 3.9 107J/m3，表示的物理意义是什么？5. 计算燃料完全燃烧放出 热量公式 是什么？6. 燃料燃烧放热计算：小明某次用火炉烧水时，共消耗了 1.5kg 的烟煤，试计算这些烟煤完全
4、燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7107J/kg)?一种化学反应，燃烧过程中， 储存 在 燃 料 中 的化学能被释放，转变为内能。燃 料 的 种 类 很多，可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。燃 烧 相 同 质 量的不同燃料， 放出的热量不同。如： 1 千克木柴、1 千克煤和 1 千克 的 液 化 石 油气 完 全 燃 烧 时放 出 热 量 不 同（ 烧 同 一 壶 水时 升 高 的 温 度不一样学生自主学习，思考回答1、某种燃料完全 燃 烧 所 放 出的 热 量 与 其 质量之比。其符号是 q 2、 J/kg J/m33、 1 千克木炭完全 燃 烧 时 放 出的热量是 3.4 107
5、J 4、 1 立方米煤气完 全 燃 烧 时 放出的热量是 3.9107J 5、q= Q放/m 6 、 Q=1.5kg 2.7 107J/kg =4.05 107J 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 9 页 - - - - - - - - - 热值：1概念：2热 值 的 单位：3. 燃 料 燃设计意图：现象学生有生活经验， 能产生共鸣。抛出矛盾，使学生有认知欲望。【交流解惑】课本 P23“小资料”部分，你有哪些发现？结合生活经验，谈谈你对热值的理解。交流总结：
6、（1）热值反映了燃料本身的 一种特性 ,只与燃料的种类 有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧 均无关系 。（2）热值的单位： J（3）不同燃料的热值一般不同；不同燃料的热值有时还可能相同。（4）氢气的热值最大。（5）气体的热值单位： J/m3延伸拓展：推导燃料完全燃烧放热的计算公式：1、酒精的热值是3.0 107J/kg ，它的物理意义是什么？1kg 的酒精完全燃烧放出的热量是3.0 107J 2、2kg 的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？2kg 3.0 x107J/kg=6.0 107J 3、质量为 3kg 的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？3kg 3.0 107J/kg=9.0 1
7、07J 4、质量为 mkg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？Q = mq热值的单位：J/kg ( 或 J/m3) 氢 气 的 热 值 最大。小 组 讨 论 、 交流，并由小组长推选代表发言学 生 根 据 对 热值 的 物 理 意 义的 理 解 推 导 燃料 燃 烧 放 热 的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 9 页 - - - - - - - - - 烧 的 放 热计算公式：三、热机的效率1.热效率其中 m 表示质量，单位是 kg，q 表示热值，单位是 J/
8、kg，Q 表示燃料燃烧放出的热量，单位是 J。同样的原理 ，体积为 V 的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦？Q = Vq设计意图：根据热值的物理意义， 去推倒燃料燃烧放热的公式， 符合学生的认知规律， 学生在理解热值的基础上， 很容易推导燃料燃烧的放热公式。【练一练】500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？解：查表可知，汽油的热值q=4.6 107J/kg m=500g=0.5kg Q=qm=4.6 107J/kg 0.5kg=2.3 107J 【想一想】提出问题： 用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？分析讨论： 煤气燃烧放出的热量：1、煤气不能完全燃烧，损
9、失了一部分能量2、煤气灶本身也会吸收一部分能量3、高温的烟气带走了一部分能量4、还有一部分直接损失掉了5、水吸收的热量只占煤气放出热量的一部分所以，在烧水的过程中， 被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出能量的比值，称为热效率。计算公式。学生小组讨论加 深 对 公 式 的理解：1、公式计算的是 燃 料 完 全 燃烧时 放 出 的 热量2、公式中 m 必须用 Kg为单位，V必须用 m3为单位。3、热值 q 与燃料 质 量 和 放 热的 多 少 没 有 关系，它是反映燃料 优 劣 的 物 理属性学生练习学生讨论， 分析煤 气 燃 烧 放 出能 量 的 几 种 去向，然后个别回答。学生通过分析理解热效率名
10、师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 9 页 - - - - - - - - - 2、热机的效率热机也有类似的情况：在内燃机中，燃料燃烧产生的能量到哪里去了呢？热机是将内能转化为机械能的装置， 在这个情景中， 真正转变为对外做有用功的能量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。所以：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。理解热机的效率 : 1) 热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值,它反映了能量的利用率
11、,热机性能的一个重要标志. (2) 由于热机在工作过程中 ,总有能量损失 ,所以热机的效率总小于1。设计意图：学生在机械效率的基础上建立热效率的概念，进而建立热机的效率， 可以使学生认知更有条理性， 更深刻，加深对热机效率的理学生讨论， 分析内 燃 机 燃 料 燃烧 放 出 能 量 的几种去向学 生 通 过 类 比分 析 理 解 热 机的效率学 生 通 过 计 算加 深 对 热 效 率的理解。学 生 讨 论 有 效利 用 燃 料 的 方法，探讨提高热机效率的途径。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 -
12、- - - - - - 第 5 页，共 9 页 - - - - - - - - - 3、提高热机 效 率 的途径解。【练一练】某中学为学生供应开水， 用锅炉将 200kg 的水从25 加热到 100 ，燃烧了 6kg 的无烟煤。试求(1) 锅炉内 200kg 的水吸收了多少热量？(2) 6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？(3) 此锅炉的效率是多少？（无烟煤的热值是3.4 107J/kg 【议一议】为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率，汽油机的效率：2030% ，柴油机的效率： 3045% ，都比蒸汽机的效率高，那么怎样提高热机的效率？引导学生从节能和环保角度分析有效利用燃料的方
13、法，探讨提高热机效率的途径。总结：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；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设计意图：增强学生的环保意识， 增强学生为提高热机效率，加强环保的责任心和使命感。也体现了从物理到生活的理念。燃料的利用使人类得到大量内能, 但同时造成环境污染 , 尤其是热机的使用. 因此 , 保护环境 , 控制和消除大气污染是必须重视的问题, 请同学们课下收集如何控制和消除大气污染。三、课堂小结回顾本节课“你学到了什么？”见附件 1 学生讨论发言，梳理本节知识要点名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - -
14、- - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 9 页 - - - - - - - - - 四、课堂检测老师巡视、讲评完成检测题见附件 2 五、布置作业课内作业：动手动脑学物理1、3 课外作业：动手动脑学物理2、4 课后完成【板书设计】【教学反思】通过教学，使学生从生活中体会不同燃料完全燃烧释放热能的特征，建构起燃料的热值概念。依据燃料热值表中资料数据和燃料燃烧放热与燃料质量和热值的关系进行简单计算。了解热机工作时释放热量的主要流向，初步认识热机效率，大致了解提高热机效率的途径。不足：在教学过程中也暴露了很多问题，比如，
15、学生生活自理能力有待提高。对于燃料的认识很少，生活经验太少。附件 1：知识框架附件 1 14.1 热机的效率思维导图1.定义：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2.如何提高热机的效率14.2 热机的效率定义：某种燃料完全燃烧所放出的热量与其质量之比单位： J/kg, (J/m3) 公式： Q=mq 热值热机的效率名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页，共 9 页 - - - - - - - - - 附件 2：课堂检测A基础题1、实验表明 : 质量相等
16、的不同燃料 , 完全燃烧所放出的热量一般是 (相同/不相同 ) 。2、现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有( ) A较大的比热 B 较低的沸点 C 较大的热值 D较高的凝固点3、煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（）A煤油比酒精含有的热量多B. 燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些C. 完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水（热效率相同的条件下）D.通风条件好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大4、下列说法中正确的是（）A燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多B. 燃料的热值越小，完全燃烧单位质量的该燃料放出的热量越少C. 燃料的
17、热值越小，放出相等的热量时，燃料用量越少D. 燃料燃烧的越充分，其热值就越大B提高题5、一个含 0.6 kg 无烟煤的蜂窝煤，能烧开5 瓶水，而 0.6 kg的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的不同，若 q无烟煤=3.4107J/kg ，5 瓶水的质量是 9kg，从 20到烧开， 那么这个煤炉的效率是。（一个标准大气压下）6、在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0103N，消耗汽油1.2kg （假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为 q=4107J/kg ，求：（1）在测试中，汽车牵引力所做的功W ；（2）该型号汽
18、车的热机效率。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页，共 9 页 - - - - - - - - - C中考链接：7、（2014 中考 济宁）要提高热机的效率，下列做法不可行的是（）A.尽量减少废气带走的热量。B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。D.尽量减少散热损失。附答案：1、不相同2、C 3、C 4、B 5、热值 14.82% 6、（1）1.44 107 J (2)30% 7 、C名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 9 页，共 9 页 - - - - - - - - -