九年級物理14.2熱機的效率教案

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上第二節(jié) 熱機的效率【教學目標】知識與技能1、知道在燃燒過程中燃料的化學能轉(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.過程與方法1、從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱的本領不同，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。情感態(tài)度與價值觀結(jié)合有效利用燃料的途徑，使學生懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義.【教學重難點】重點是燃料熱值的概念和理解，熱機的效率。難點是對熱機的效率的理解?！窘虒W方法】啟發(fā)式教學法，自學討論法，設疑問教學法，類比教學法?！窘虒W準備】或【實驗準備】課前收集的燃

2、料的圖片、多媒體課件等【教學過程】知識點教師活動學生活動一、燃料1、 燃料的分類2、燃料燃燒放出的熱量與什么因素有關？二、燃料的熱值：1概念：2熱值的單位：3.燃料燃燒的放熱計算公式：三、熱機的效率1.熱效率2、熱機的效率3、提高熱機效率的途徑【活動情景設置】請同學觀察插圖，說明燃料的燃燒時能的轉(zhuǎn)化過程。 燃料的燃燒燃料的種類很多，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。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。 幾種燃料【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。請同學認真學習自主學

3、習課本熱值的知識，并回答下列問題：1.什么叫燃料的熱值？熱值用什么符號表示？2.熱值的單位是什么？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)?設計意圖：現(xiàn)象學生有生活經(jīng)驗，能產(chǎn)生共鳴。拋出矛盾，使學生有認知欲望?！窘涣鹘饣蟆空n本P23“小資料”部分，你有哪些發(fā)現(xiàn)？結(jié)合生活經(jīng)驗，談談你對熱值的理解。交流

4、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,與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均無關系。（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延伸拓展：推導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3.0×107J2、2kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？ 2kg×3.0x107J/kg=6.0×107J3、質(zhì)量為3kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？3kg×3.0

5、×107J/kg=9.0×107J4、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，符合學生的認知規(guī)律，學生在理解熱值的基礎上，很容易推導燃料燃燒的放熱公式。【練一練】500g汽油完全燃燒時可以放出多少熱量？解：查表可知，汽油的熱值q=4.6×107J/kg m=500g=0.5kgQ=qm=4.6×107J/kg×0

6、.5kg=2.3×107J【想一想】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，損失了一部分能量2、煤氣灶本身也會吸收一部分能量3、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出熱量的一部分所以，在燒水的過程中，被水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出能量的比值，稱為熱效率。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？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所釋放能量的一部分。所以：用來做有用功的那部分能

7、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志.(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。設計意圖：學生在機械效率的基礎上建立熱效率的概念，進而建立熱機的效率，可以使學生認知更有條理性，更深刻，加深對熱機效率的理解。【練一練】某中學為學生供應開水，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

8、？（無煙煤的熱值是3.4×107J/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，那么怎樣提高熱機的效率？引導學生從節(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?？偨Y(jié)：1、使燃料充分燃燒2、盡量減少各種熱量損失；3、在熱機的設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計意圖：增強學生的環(huán)保意識，增強學生為提高熱機效率，加強環(huán)保的責任心和使命感。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內(nèi)能,但同時造成環(huán)境污染,尤其是熱機的使

9、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,請同學們課下收集如何控制和消除大氣污染。學生結(jié)合生活討論思考，燃料可分為哪三種學生觀察、思考、回答燃料的燃燒是一種化學反應，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。燃料的種類很多，可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。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生自主學習，思考回答1、某種燃料完全燃燒所放出的熱量與其質(zhì)量之比。其符號是q2、J/kgJ/m33、1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J4、1立方米煤氣完

10、全燃燒時放出的熱量是3.9×107J5、q= Q放/m6、Q=1.5kg×2.7×107J/kg =4.05×107J熱值的單位： J/kg (或J/m3)氫氣的熱值最大。小組討論、交流，并由小組長推選代表發(fā)言學生根據(jù)對熱值的物理意義的理解推導燃料燃燒放熱的計算公式。學生小組討論加深對公式的理解：1、公式計算的是燃料完全燃燒時放出的熱量2、公式中m必須用Kg為單位，V必須用m3為單位。 3、熱值q與燃料質(zhì)量和放熱的多少沒有關系，它是反映燃料優(yōu)劣的物理屬性學生練習學生討論，分析煤氣燃燒放出能量的幾種去向，然后個別回答。學生通過分析理解熱效率學生討論，分析內(nèi)

11、燃機燃料燃燒放出能量的幾種去向?qū)W生通過類比分析理解熱機的效率學生通過計算加深對熱效率的理解。學生討論有效利用燃料的方法，探討提高熱機效率的途徑。三、課堂小結(jié)回顧本節(jié)課“你學到了什么？”見附件1學生討論發(fā)言，梳理本節(jié)知識要點四、課堂檢測老師巡視、講評完成檢測題見附件2五、布置作業(yè)課內(nèi)作業(yè)：動手動腦學物理1、3課外作業(yè)：動手動腦學物理2、4課后完成【板書設計】定義：某種燃料完全燃燒所放出的熱量與其質(zhì)量之比單位：J/kg, (J/m3)公式：Q=mq熱值14.2熱機的效率 1.定義：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2.如何提高熱機的效率熱機的效率【教學反思】通過教學，使學生從生活

12、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。不足：在教學過程中也暴露了很多問題，比如，學生生活自理能力有待提高。對于燃料的認識很少，生活經(jīng)驗太少。附件1：知識框架附件114.1熱機的效率思維導圖附件2：課堂檢測A基礎題1、實驗表明:質(zhì)量相等的不同燃料,完全燃燒所放出的熱量一般是 (相同/不相同)。2、現(xiàn)代火箭用液態(tài)氫作燃料，是因為它具有( ) A較大的比熱 B較低的沸點 C較大的熱值 D較高的凝固點3、煤油的熱值大于酒精的熱值

13、，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，煤油放出的熱量要多些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，燃燒時放出的熱量就越多B. 燃料的熱值越小，完全燃燒單位質(zhì)量的該燃料放出的熱量越少C. 燃料的熱值越小，放出相等的熱量時，燃料用量越少D. 燃料燃燒的越充分，其熱值就越大B提高題5、一個含0.6 kg無煙煤的蜂窩煤，能燒開5瓶水，而0.6 kg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=3.4×107J/kg，5瓶水的質(zhì)量是9kg，從20到燒開，那么這個煤爐的效率是。（一個標準大氣壓下）6、在一次某新型號的汽車測試中，讓汽車在一段平直的公路上勻速行駛4.8km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2kg（假設汽油完全燃燒）。汽油的熱值為q=4×107J