新人教版九年級(jí)物理上冊(cè)14.2熱機(jī)的效率教案11

1、14.2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生的熱量。3、能說由熱機(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)疑問教學(xué)法，類比教學(xué)法。【教學(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

2、【教學(xué)過程】知識(shí)點(diǎn)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)一、燃料燃料的分類2、燃料 燃燒放 由的熱 量與什 么因素 有關(guān)？【創(chuàng)設(shè)情境，引入新課】無論是燒菜做飯，還是奔馳的汽車 與火車，乃至直入蒼穹的火箭等都 離不開燃料。即從原始人類學(xué)會(huì)用 火的那天起，至今，人們使用的能 量絕大部分還是通過燃料燃燒獲得 的，火的利用給人類社會(huì)帶來了進(jìn) 步。時(shí)至今日，我們的日常生活都 離不開燃料的幫助。例舉一下生活 中我們可以使用哪些燃料燒開一壺 水？這些燃料可以如何分類？二、燃料的熱值：1.概念:交流總結(jié)：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。生活中的燃料很多，我們?cè)谌粘Ｉ?活

3、中用來取暖和煮飯的燃料也在發(fā) 生巨大的變化，木柴、煤炭、液化學(xué)生結(jié)合生活討論思考，燃料可分為哪三種燃料燃燒時(shí) 放生*勺熱量 跟燃料的質(zhì) 量有關(guān)判斷由一千 克煤燃燒后 能燒開更多 的水。燒開同一壺 水，用干木 柴和天然氣所需的燃料石油氣、煤氣、天然氣等，為什么會(huì)由現(xiàn)這樣的變化呢？不同。關(guān)于完全燃2.思考：燒一一就是熱值的1、5kg的木材和10kg的木材燃燒時(shí)燃料全部燒單位：放生的熱量是否相同？這說明什么？2、根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)判斷相同條件下，盡。1kg木柴和1kg煤，哪一種燃料能燒學(xué)生類比比3.燃料開更多的水？熱容的概念燃燒的3、燒開同一壺水，用干木柴和天然建立熱值的放熱計(jì)氣所需的燃料多少一樣嗎？概念

4、。算公式：4、5kg的木材完全燃燒和未完全燃燒時(shí)放生的熱量是否相同？小結(jié)：1、燃料燃燒放生的熱量跟什么因素有關(guān)？ （ 1）燃料的質(zhì)量（2）符合：q燃料的種類熱值的單（3）燃料燃燒的狀況（是否完全燃位：J/kg（或三、熱機(jī)燒）J/m3)的效率【體驗(yàn)探究，獲取新知】氫氣的熱值提由問題：相同條件下，1kg木柴和最大。1.熱效1kg煤，1kg煤能燒開更多的水，這小組討論、率說明不同的燃料燃燒放生的熱量不交流，并由相同，我們?cè)撛鯓颖容^不同燃料燃燒時(shí)這種放熱性能優(yōu)劣？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。拋由矛盾，使學(xué)生有 認(rèn)知欲望。2、熱機(jī)類比復(fù)習(xí)：如何比較不同的物質(zhì)吸的效率熱能力的不同呢？課本中引

5、入比熱 容：即1kg的某種物質(zhì)溫度升高1 C , 所吸收的熱量就是這種物質(zhì)的比熱容。那么把所有的燃料都取 1kg,讓 他們完全燃燒，比較它們放生的熱 量的多少。定義：我們把某種燃料完全燃燒放 由的熱量匕具質(zhì)量之比，叫作這種3、提高燃料的熱值。熱值在數(shù)值上等于1kg熱機(jī)效某種燃料完全燃燒放生的熱量。率的途【交流解惑】徑課本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。小組長(zhǎng)推選 代表發(fā)言學(xué)生根據(jù)對(duì) 熱值的物理 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 由的熱量 2、公式甲m 必須用Kg 為單位，V 必

6、須用m3 為單位。一些燃料的熱值干點(diǎn)柴 hL2x!QTj kg1 地鎮(zhèn)4JxWj曜'無知爆 的3.4乂】0：4屋 焦舞 3.Ol/Jqi 木炭 3Y*IO)Jkg4 酒精 3. Ox 10* J柴油 3.3父1/一3|煤油 4,6kIOJ%t汽曲 4.5xi7j螃1氮kt l燃?xì)?的機(jī)8 1&和3壬擄氣 01九8】乂 WJ/T3、熱值q與 燃料質(zhì)量和 放熱的多少 沒有關(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?論分析 煤氣蟋燒放出 住量的幾種西 向，然后個(gè)別回學(xué)生通過分 析理解熱效率學(xué)生討論，分析內(nèi)燃機(jī)燃料燃燒放由能量的幾種去向交流總結(jié)：(1)熱值反映了燃料本身的一種特

7、 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。(2)熱值的單位：J/k g(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 3.0 X107J/kg ,它的物理意義是什么？1kg的酒精完全燃燒放生的熱量是3.0 X 107J2、2kg的酒精完全燃燒放生的熱量是多少焦?2kg X 3.0x107J/kg=6.0 X 107J學(xué)生通過類比分析理解熱機(jī)的效率3、質(zhì)量為3kg的酒精完全燃燒放生 的熱量是多少焦？3kg X 3.0 X 107J/k

8、g=9.0 X 107J4、質(zhì)量為mkg的酒精完全燃燒放生 的熱量是多少焦？Q=mq學(xué)生通過計(jì)算加深對(duì)熱 效率的理解。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 燃燒放生的熱量，單位是 Jo 同樣的原理，體積為 V的某種燃料 完全燃燒放生的熱量是多少焦？Q=Vq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。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)可以放生多少 熱量？解：查表可知，汽油的熱值 q=4.6x 107J/

9、kgm=500g=0.5kgQ=qm=4.6X 107J/kg X 0.5kg=2.3 X107J【想一想】提由問題：用煤氣灶燒水時(shí)，煤氣能完全燃燒嗎？煤氣燃燒放生的熱量能全部被水吸收嗎？分析討論：煤氣燃燒放生的熱量：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n3、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、水吸收的熱量只占煤氣放生熱量的一部分所以，在燒水的過程中，被水吸收的熱量與燃料完全燃燒放生能量的 比值，稱為熱效率。>Q' 切心Q敢Q瓶qm?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

10、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。所以：用來做有用功的那部分能量， 與燃料完全燃燒放生的能量之比， 叫做熱機(jī)的效率?；鹩?_ - - -Q盥 qm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?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?！揪氁痪殹磕持袑W(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水，用鍋爐將200kg的水從25c

11、加熱到100 C,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無煙煤完全燃燒放生的熱量是多少？(3)此鍋爐的效率是多少？(無煙煤的熱值是3.4 X 107J/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，汽油機(jī)的效 率：2030% 柴油機(jī)白效率：30 45%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)，保證良好的潤滑，減少因 克服摩擦阻力而額外消耗的能量 設(shè)計(jì)

12、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題 ，請(qǐng) 同學(xué)們課下收集如何控制和消除大 氣污染。根據(jù)板書提 示談?wù)劚竟?jié) 課的收獲。相互補(bǔ)充，回顧本節(jié)課的探究過程。知識(shí)梳理設(shè)計(jì)意圖：小結(jié)不僅要總結(jié)知 識(shí)，更重要的是將本節(jié)課研究問題 的方法及思維程序提煉由來，學(xué)生學(xué)會(huì)這些方法并體會(huì)到它們?cè)诮鉀Q 問題中的作用，從而實(shí)現(xiàn)教學(xué)的真 正目的。歸納由知識(shí)體系。課堂檢測(cè)見附件獨(dú)立自主完 成檢測(cè)。小 組長(zhǎng)批改并 匯總給學(xué)習(xí) 委員

13、。布置作業(yè)自制蒸汽輪機(jī)。設(shè)計(jì)意圖：真正的課堂在生活 中，讓物理知識(shí)很好在生活中得以 運(yùn)用?！景鍟O(shè)計(jì)】第十四章第二節(jié)熱機(jī)的效率（一）燃料的熱值1、定義：某種燃料完全燃燒 放生的熱量與燃料的質(zhì)量的 比值叫做這種燃料的熱值。用q表示。2、單位：J/kg （固體、液體） J/m3 （氣體）3、公式：Q）= mq（或 Q）= Vq）4、計(jì)算（二）熱機(jī)效率1、定義：熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉?的能量與燃料完全燃燒所釋 放的能量的比值稱為熱機(jī)效 率。用Y表示。2、公式：n = W/Q放X100%3、提高熱機(jī)效率的主要途減少熱機(jī)各種能量損徑：失【教學(xué)反思】通過教學(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，

14、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。了解熱機(jī)在現(xiàn)代社會(huì) 中的廣泛應(yīng)用，及造成的環(huán)保問題。本節(jié)課熱值的比值定義的建立類比了比熱容的概念建 立，熱效率及熱機(jī)的效率是在類比機(jī)械效率的基礎(chǔ)上建立 的，這種利用類比的方法建立概念，有利于學(xué)生對(duì)新概念的 理解，同時(shí)也加深了對(duì)原有概念的理解和掌握。不足：在教學(xué)過程中也暴露了很多問題，比如，學(xué)生現(xiàn) 在大都是獨(dú)生子女，生活自理能力有待提高。對(duì)于燃料的認(rèn) 識(shí)很少，生活經(jīng)驗(yàn)太少?！靖郊空n堂練習(xí)1、實(shí)驗(yàn)表明：質(zhì)量相等的不同

15、燃料，完全燃燒所放生的熱量 一般是L相同/不相同）。2、現(xiàn)代火箭用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)樗哂校ǎ〢.較大白比熱B.較低白沸點(diǎn)C.較大白熱值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，煤油放生的熱量要多些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、下列說法中正確的是（）A.燃料的熱值越大，燃燒時(shí)放生的熱量就越多B.燃料的熱值越小，完全燃燒單位質(zhì)量的該燃料放生的熱 量越少C.燃料的熱值越小，放生相等的熱量時(shí)，燃料用量越少D.燃料燃燒的越充分，其熱值就越大5、要提高熱機(jī)的效率，下列做法不可行的是（）A.盡量減少廢氣帶走的熱量。B.盡量保持機(jī)械部件之間有良好的潤滑。C.盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機(jī)械能。D.盡量減少散熱損失。6、一個(gè)含0.6kg無煙煤的蜂窩煤，能燒開 5瓶水，而0.6kg 的液化氣可以供普通人家一天做飯、燒開水、洗澡用水。這樣看來不同的燃料的 不同，若 q無煙煤=3.4 X