14.2《熱機的效率》教案1

1、第十四章 第2節(jié)熱機的效率設(shè)計理念 新課程改革對物理教育提出了新的理念 ,“注重科學(xué)探究 ,提倡學(xué)習(xí)方式的多樣化作為課程的根本理念。熱機效率的概念沒有直接給出 ,而是通過學(xué)生自己提出問題大膽猜測、實驗探究 ,經(jīng)過計算、分析、比擬交流最后得出的。這樣既讓學(xué)生體驗了科學(xué)探究的全過程 ,又讓學(xué)生學(xué)習(xí)了科學(xué)探究的方法 ,還加深了對密度概念的理解。 教材分析 本節(jié)內(nèi)容是上一節(jié)內(nèi)燃機的延續(xù) ,通過本節(jié)課學(xué)習(xí) ,可以使學(xué)生認識到內(nèi)燃機工作時 ,燃料燃燒放出的熱量并不能完全被利用 ,這樣對內(nèi)能的利用有一個更全面的認識。本節(jié)內(nèi)容由“燃料的熱值和“熱機的效率兩個局部組成。 

2、 三維目標(biāo) 1知識與技能： 1知道在燃燒過程中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能; 2知道什么是燃料的熱值和單位 ,會查燃料熱值表。 2過程與方法 1從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱的本領(lǐng)不同 ,建立熱值的概念。 2能簡單計算某種燃料完全燃燒放出的熱量。 3能說出熱機工作時燃料釋放能量的主要流向 ,知道什么是熱機的效率。 3情感態(tài)度與價值觀 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。 重點難點 重點：燃料的熱值和熱機的效率。 難點：對熱機效率的理解。

3、60;教學(xué)方法 啟發(fā)式教學(xué)法、自學(xué)討論法、設(shè)疑問教學(xué)法、類比教學(xué)法。 儀器材料 課前收集的燃料的圖片、多媒體課件等。 教學(xué)流程設(shè)計 一、引入新課 請同學(xué)觀察插圖 ,說明燃料在燃燒時能的轉(zhuǎn)發(fā)過程板書課題 設(shè)計意圖：活潑了課堂氣氛 ,同時復(fù)習(xí)了能的轉(zhuǎn)化。 二、燃料 學(xué)生結(jié)合生活討論思考 ,燃料可分為哪三種？ 設(shè)計意圖：讓學(xué)生感知生活與物理的聯(lián)系 ,引導(dǎo)他們自主提出探究問題 ,激發(fā)學(xué)生的思維。1.燃料的分類 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、

4、天然氣等。根據(jù)你的經(jīng)驗 ,相同質(zhì)量的不同燃料 ,燃燒放出的熱量是不是相同？要找出事實來支持你的論點 ,并進行分析。 2燃料燃燒放出的熱量與什么因素有關(guān)？ 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放出熱量不同燒同一壺水時升高的溫度不一樣 學(xué)生自主學(xué)習(xí) ,思考答復(fù) 3總結(jié)過渡 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。請同學(xué)認真學(xué)習(xí)自主學(xué)習(xí)課本熱值的知識 ,并答復(fù)以下問題： 1) 什么叫燃料的熱值？熱值用什么符號表示？2) 熱值

5、的單位是什么？ 3) 木炭熱值是3.4×107J/kg ,表示的物理意義是什么？ 4) 煤氣的熱值是3.9×107J/m3 ,表示的物理意義是什么？ 5) 計算燃料完全燃燒放出熱量公式是什么？ 6) 燃料燃燒放熱計算：小明某次用火爐燒水時 ,共消耗了1.5kg的煙煤 ,試計算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量煙煤的熱值q=2.7×107J/kg)? 三、燃料的熱值 1.概念 學(xué)生自主學(xué)習(xí) ,思考答復(fù) 1) 某種燃料完全燃燒所放出的熱量與其

6、質(zhì)量之比。其符號是q 2) J/kg  J/m3 3) 1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J 4) 1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3.9×107J 5) q= Q放/m 6) Q=1.5kg×2.7×107J/kg =4.05×107J 2熱值的單位 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),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均無關(guān)系。

7、 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還可能相同。 4氫氣的熱值最大。5氣體的熱值單位：J/m3 3燃料燃燒的放熱公式 延伸拓展：推導(dǎo)燃料完全燃燒放熱的計算公式： 1酒精的熱值是3.0×107J/kg ,它的物理意義是什么？ 1kg的酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J 22kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？  2kg×3.0x107J/kg=6.0×107J 3質(zhì)量為3kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？&#

8、160;3kg×3.0×107J/kg=9.0×107J 4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 設(shè)計意圖：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)生的認知規(guī)律 ,學(xué)生在理解熱值的根底上 ,很容易推導(dǎo)燃料燃燒的放熱公式。 5質(zhì)量與體積數(shù)值的

9、進一步處理 四、熱機的效率 1.熱效率 提出問題：用煤氣灶燒水時 ,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 ,損失了一局部能量 2) 煤氣灶本身也會吸收一局部能量 3) 高溫的煙氣帶走了一局部能量 4) 還有一局部直接損失掉了 5) 水吸收的熱量只占煤氣放出熱量的一局部 所以 ,在燒水的過程中 ,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。  

10、;2.熱機的效率 熱機也有類似的情況： 在內(nèi)燃機中 ,燃料燃燒產(chǎn)生的能量到哪里去了呢？ 學(xué)生討論 ,分析煤氣燃燒放出能量的幾種去向 ,然后個別答復(fù)。 學(xué)生通過分析理解熱效率。熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置 ,在這個情景中 ,真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐徽既剂先紵龝r所釋放能量的一局部。 所以：用來做有用功的那局部能量 ,與燃料完全燃燒放出的能量之比 ,叫做熱機的效率。 理解熱機的效率: 1) 熱機效率是指熱機轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c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,熱機性能的一個重要標(biāo)志. 

11、;2) 由于熱機在工作過程中,總有能量損失,所以熱機的效率總小于1。 設(shè)計意圖：學(xué)生在機械效率的根底上建立熱效率的概念 ,進而建立熱機的效率 ,可以使學(xué)生認知更有條理性 ,更深刻 ,加深對熱機效率的理解。 【練一練】 某中學(xué)為學(xué)生供給開水 ,用鍋爐將200kg的水從25 加熱到100  ,燃燒了6kg的無煙煤。試求 (1) 鍋爐內(nèi)200kg的水吸收了多少熱量？ (2) 6kg無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少？ (3) 此鍋爐的效率是多少？無煙煤的熱值是3.4×107J

12、/kg 【議一議】 為了合理利用能源 ,人們一直都在努力提高熱機的效率 ,汽油機的效率：2030% ,柴油機的效率：3045% ,都比蒸汽機的效率高 3.提高熱機效率的途徑 那么怎樣提高熱機的效率？ 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 ,探討提高熱機效率的途徑。  總結(jié)： 1、使燃料充分燃燒 2、盡量減少各種熱量損失； 3、在熱機的設(shè)計和制造上采用先進的技術(shù)； 注意保養(yǎng) ,保證良好的潤滑 ,減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量 設(shè)計意圖：增強學(xué)生的環(huán)保意識 ,增強學(xué)

13、生為提高熱機效率 ,加強環(huán)保的責(zé)任心和使命感。也表達了從物理到生活的理念。 燃料的利用使人類得到大量內(nèi)能,但同時造成環(huán)境污染,尤其是熱機的使用.因此,保護環(huán)境,控制和消除大氣污染是必須重視的問題,請同學(xué)們課下收集如何控制和消除大氣污染。 四、課堂小結(jié) 回憶本節(jié)課“你學(xué)到了什么？五、布置作業(yè) 六、板書設(shè)計【教學(xué)反思】 一、本節(jié)課重點解決了本課的兩個重要知識點: 1.燃料的熱值問題。 2.熱機的效率和如何提高熱機的效率問題。 二、重點和難點的突破 1物理教學(xué)是活動的教學(xué) ,生動的生活情景能吸引學(xué)生的注意力 ,因此我設(shè)計了同學(xué)感興趣的情景：家庭中的燃料 ,各種不同燃料放熱的多少 ,又如何去比擬各種物質(zhì)燃燒放熱情況。到達了預(yù)期的效果。 2通過教學(xué) ,使學(xué)生從生活中體會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)系進行簡單計算。了解熱機工作時釋放熱量的主要流向 ,初步認識熱機效率 ,大致了解提高熱機效率的途徑。 三、缺乏之處 1時間設(shè)計不合理 ,沒有給學(xué)生充足的時間 ,讓每個同學(xué)都思考到位。也沒有把學(xué)生交流得出的規(guī)律及時總結(jié)。今后的教學(xué)一定要以學(xué)生