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文檔簡介
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(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。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。【教學方法】啟發(fā)式教學法,自學討論法,設(shè)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(guān)?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【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。即從原始人類學會用火的那天起,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帶來了進步。時至今日,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?交流總結(jié):燃料的種類很多,固體燃料有木
3、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,我們在日常生活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、液化石油氣、煤氣、天然氣等,為什么會出現(xiàn)這樣的變化呢?思考:1、5kg的木材和10kg的木材燃燒時放出的熱量是否相同? 這說明什么?2、根據(jù)生活經(jīng)驗判斷相同條件下,1kg木柴和1kg煤,哪一種燃料能燒開更多的水?3、燒開同一壺水,用干木柴和天然氣所需的燃料多少一樣嗎?4、5kg的木材完全燃燒和未完全燃燒時放出的熱量是否相同?小結(jié):1、燃料燃燒放出的熱量跟什么因素有關(guān)?(1)燃料的質(zhì)量(2)燃料的種類(3)燃料燃燒的狀況(是否完全燃燒)【體驗探究,獲取
4、新知】提出問題:相同條件下,1kg木柴和1kg煤,1kg煤能燒開更多的水,這說明不同的燃料燃燒放出的熱量不相同,我們該怎樣比較不同燃料燃燒時這種放熱性能優(yōu)劣?設(shè)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。類比復(fù)習:如何比較不同的物質(zhì)吸熱能力的不同呢?課本中引入比熱容:即1kg的某種物質(zhì)溫度升高1,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,比較它們放出的熱量的多少。定義:我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比,叫作這種燃料的熱值。熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量?!窘涣鹘饣蟆空n本P23“小資料”部分,你有哪些發(fā)現(xiàn)?
5、結(jié)合生活經(jīng)驗,談?wù)勀銓嶂档睦斫狻=涣骺偨Y(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。(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(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3.0×107J2、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
6、熱量是多少焦?3kg×3.0×107J/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(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,符合學生的認知規(guī)律,學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&
7、#215;107J/kg×0.5kg=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
8、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(shè)計意圖:學生在機械效率的基礎(chǔ)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(yīng)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
9、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/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(dǎo)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(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)
10、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,燃料可分為哪三種燃料燃燒時放出的熱量跟燃料的質(zhì)量有關(guān)判斷出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不同。關(guān)于完全燃燒 就是燃料全部燒盡。學生類比比熱容的概念建立熱值的概念。符合:q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(dǎo)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
11、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(guān)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)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。知識梳理回顧本節(jié)課的探究過程。設(shè)計意圖:小結(jié)不僅要總結(jié)知識,更重要的是將本節(jié)課研究問題的方法及思維程序提煉出來,學生學會這些方法并體會到它們在解決問題中的作用,從而實現(xiàn)教學的真正目的。根據(jù)板書提示談?wù)劚竟?jié)課的收獲。相互補充,歸納出知識體系。課堂檢測
12、見附件獨立自主完成檢測。小組長批改并匯總給學習委員。布置作業(yè)自制蒸汽輪機。設(shè)計意圖:真正的課堂在生活中,讓物理知識很好在生活中得以運用?!景鍟O(shè)計】 第十四章 第二節(jié) 熱機的效率 專心-專注-專業(yè)(一)燃料的熱值 1、定義:某種燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質(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:Qmq(或QVq) 4、計算(二)熱機效率1、定義:熱機轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機效率。用表示。2、公式:W有/Q放×1003、提高熱機效率的主要途徑:減少熱機各種能量損失【教學反思】通過教學,
13、使學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。了解熱機在現(xiàn)代社會中的廣泛應(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,熱效率及熱機的效率是在類比機械效率的基礎(chǔ)上建立的,這種利用類比的方法建立概念,有利于學生對新概念的理解,同時也加深了對原有概念的理解和掌握。不足:在教學過程中也暴露了很多問題,比如,學生現(xiàn)在大都是獨生子女,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?!靖郊空n堂
14、練習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,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5、要提高熱機的效率,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械能。D.盡量減少散熱損失。6、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9
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