2018年秋滬科版物理（河南）九年級(jí)上冊(cè)教案：第十三章 內(nèi)能與熱機(jī) 第4節(jié) 熱機(jī)效率與環(huán)境保護(hù)

教案：2018年秋滬科版物理（河南）九年級(jí)上冊(cè)第十三章內(nèi)能與熱機(jī)第4節(jié)熱機(jī)效率與環(huán)境保護(hù)一、教學(xué)內(nèi)容1.熱機(jī)效率的概念和計(jì)算方法。2.熱機(jī)效率的影響因素以及如何提高熱機(jī)效率。3.環(huán)境保護(hù)與熱機(jī)的關(guān)系，以及如何減少熱機(jī)對(duì)環(huán)境的污染。二、教學(xué)目標(biāo)1.理解熱機(jī)效率的概念，掌握熱機(jī)效率的計(jì)算方法。2.分析影響熱機(jī)效率的因素，了解提高熱機(jī)效率的途徑。3.認(rèn)識(shí)熱機(jī)對(duì)環(huán)境的影響，提高環(huán)保意識(shí)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)重點(diǎn)：熱機(jī)效率的概念和計(jì)算方法，影響熱機(jī)效率的因素。難點(diǎn)：如何提高熱機(jī)效率，環(huán)境保護(hù)與熱機(jī)的關(guān)系。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備教具：多媒體課件、黑板、粉筆。學(xué)具：課本、筆記本、筆。五、教學(xué)過(guò)程1.實(shí)踐情景引入：通過(guò)展示汽車、火車等熱機(jī)在工作過(guò)程中的視頻，讓學(xué)生了解熱機(jī)在生活中的應(yīng)用，引出本節(jié)課的主題——熱機(jī)效率與環(huán)境保護(hù)。2.知識(shí)講解：（1）熱機(jī)效率的概念：熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。（2）熱機(jī)效率的計(jì)算方法：熱機(jī)效率=有用能量/總能量。（3）影響熱機(jī)效率的因素：熱機(jī)的熱損失、燃料的燃燒程度、機(jī)械損耗等。（4）提高熱機(jī)效率的途徑：提高燃料的燃燒程度、減少熱損失、提高機(jī)械傳動(dòng)效率等。3.例題講解：例題：一輛汽車的熱機(jī)效率為25%，若汽車每小時(shí)消耗燃料放出的熱量為1000kJ，求汽車每小時(shí)有效利用的能量。解答：汽車每小時(shí)有效利用的能量=熱機(jī)效率×燃料放出的能量=25%×1000kJ=250kJ。4.隨堂練習(xí)：練習(xí)題1：一艘船的熱機(jī)效率為30%，若船每小時(shí)消耗燃料放出的熱量為800kJ，求船每小時(shí)有效利用的能量。練習(xí)題2：一輛汽車的熱機(jī)效率為20%，若汽車每小時(shí)消耗燃料放出的熱量為1200kJ，求汽車每小時(shí)有效利用的能量。5.環(huán)境保護(hù)與熱機(jī)的關(guān)系：通過(guò)展示熱機(jī)排放的廢氣對(duì)環(huán)境造成的污染，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到熱機(jī)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要性，引導(dǎo)學(xué)生樹立環(huán)保意識(shí)。6.減少熱機(jī)對(duì)環(huán)境污染的途徑：（1）改進(jìn)熱機(jī)結(jié)構(gòu)，提高熱機(jī)效率，減少?gòu)U氣排放。（2）使用清潔能源，減少有害氣體排放。（3）加強(qiáng)環(huán)保法規(guī)宣傳，提高人們的環(huán)保意識(shí)。六、板書設(shè)計(jì)板書內(nèi)容：熱機(jī)效率的概念和計(jì)算方法影響熱機(jī)效率的因素：1.熱機(jī)的熱損失2.燃料的燃燒程度3.機(jī)械損耗提高熱機(jī)效率的途徑：1.提高燃料的燃燒程度2.減少熱損失3.提高機(jī)械傳動(dòng)效率環(huán)境保護(hù)與熱機(jī)的關(guān)系減少熱機(jī)對(duì)環(huán)境污染的途徑：1.改進(jìn)熱機(jī)結(jié)構(gòu)，提高熱機(jī)效率，減少?gòu)U氣排放2.使用清潔能源，減少有害氣體排放3.加強(qiáng)環(huán)保法規(guī)宣傳，提高人們的環(huán)保意識(shí)七、作業(yè)設(shè)計(jì)作業(yè)題目：1.一輛汽車的熱機(jī)效率為20%，若汽車每小時(shí)消耗燃料放出的熱量為1500kJ，求汽車每小時(shí)有效利用的能量。2.列舉兩種提高熱機(jī)效率的方法。3.論述熱機(jī)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要性。答案：1.汽車每小時(shí)有效利用的能量=20%×1500kJ=300kJ。2.提高熱機(jī)效率的方法：提高燃料的燃燒程度、減少熱損失、提高機(jī)械傳動(dòng)效率等。3.熱機(jī)對(duì)環(huán)境保護(hù)的重要性：通過(guò)改進(jìn)熱機(jī)結(jié)構(gòu)，提高熱機(jī)效率，減少?gòu)U氣排放；使用清潔能源，減少有害氣體排放；加強(qiáng)環(huán)保法規(guī)宣傳，提高人們的環(huán)保意識(shí)等途徑，可以有效減少熱機(jī)對(duì)環(huán)境的污染，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。八、課后重點(diǎn)和難點(diǎn)解析：熱機(jī)效率的計(jì)算方法及影響因素在上述教案中，熱機(jī)效率的計(jì)算方法和影響因素是教學(xué)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。熱機(jī)效率是衡量熱機(jī)性能的重要指標(biāo)，它直接關(guān)系到能源的利用效率和環(huán)境保護(hù)問(wèn)題。因此，理解熱機(jī)效率的計(jì)算方法及影響因素對(duì)于學(xué)生掌握熱機(jī)的工作原理和提高熱機(jī)效率具有重要意義。一、熱機(jī)效率的計(jì)算方法熱機(jī)效率是指熱機(jī)有效利用的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。其計(jì)算公式為：熱機(jī)效率=有用能量/總能量其中，有用能量是指熱機(jī)對(duì)外做功的能量，總能量是指燃料完全燃燒放出的能量。在實(shí)際計(jì)算中，通常用功率來(lái)表示熱機(jī)效率，即：熱機(jī)效率（%）=（有用功率/燃料消耗功率）×100%有用功率是指熱機(jī)對(duì)外做功的功率，燃料消耗功率是指燃料完全燃燒放出的能量轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的功率。二、影響熱機(jī)效率的因素1.熱機(jī)的熱損失：在熱機(jī)工作過(guò)程中，由于熱傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射等原因，一部分熱量會(huì)損失掉，這部分熱量稱為熱損失。熱損失越大，熱機(jī)效率越低。2.燃料的燃燒程度：燃料的燃燒程度是指燃料在熱機(jī)中燃燒時(shí)釋放能量的多少。燃燒程度越高，燃料釋放的能量越多，熱機(jī)效率越高。3.機(jī)械損耗：在熱機(jī)的工作過(guò)程中，由于摩擦、振動(dòng)等原因，一部分能量會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能損失掉，這部分能量稱為機(jī)械損耗。機(jī)械損耗越小，熱機(jī)效率越高。4.熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平：熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平對(duì)于熱機(jī)效率也有很大影響。設(shè)計(jì)合理、制造精良的熱機(jī)，其效率往往較高。5.操作條件：熱機(jī)的操作條件，如溫度、壓力等，也會(huì)影響熱機(jī)效率。在optimal操作條件下，熱機(jī)效率可以達(dá)到最大。三、提高熱機(jī)效率的途徑1.提高燃料的燃燒程度：通過(guò)改進(jìn)燃燒設(shè)備，提高燃料的燃燒速度和燃燒效率，使燃料充分燃燒，釋放更多的能量。2.減少熱損失：通過(guò)改進(jìn)熱機(jī)結(jié)構(gòu)，提高熱機(jī)的絕熱性能，減少熱損失。3.提高機(jī)械傳動(dòng)效率：通過(guò)改進(jìn)機(jī)械傳動(dòng)裝置，減少摩擦和振動(dòng)，提高能量轉(zhuǎn)換效率。4.優(yōu)化操作條件：在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)控制溫度、壓力等操作條件，使熱機(jī)在optimal狀態(tài)下運(yùn)行，提高熱機(jī)效率。5.采用先進(jìn)技術(shù)：如余熱回收、熱泵等技術(shù)，可以有效提高熱機(jī)效率。繼續(xù)：熱機(jī)效率的計(jì)算方法及影響因素在教學(xué)過(guò)程中，熱機(jī)效率的計(jì)算方法和影響因素是學(xué)生需要重點(diǎn)掌握的內(nèi)容。為了更好地幫助學(xué)生理解和應(yīng)用這部分知識(shí)，我們可以進(jìn)一步分析熱機(jī)效率的計(jì)算方法和影響因素。一、熱機(jī)效率的計(jì)算方法η=(W/Q_h)×100%其中，W是熱機(jī)做的功，Q_h是熱機(jī)吸收的熱量。在實(shí)際情況下，熱機(jī)效率的計(jì)算需要考慮各種能量損失，如排氣損失、冷卻損失等。這時(shí)，熱機(jī)效率的計(jì)算公式可以修正為：η=(W/(Q_hQ_c))×100%其中，Q_c是熱機(jī)排放的熱量。二、影響熱機(jī)效率的因素1.熱機(jī)的熱損失：熱損失主要發(fā)生在熱機(jī)的排氣、冷卻和散熱過(guò)程中。減少熱損失的方法包括提高熱機(jī)的熱絕緣性能、優(yōu)化熱機(jī)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行參數(shù)等。2.燃料的燃燒程度：燃料的燃燒程度可以通過(guò)提高燃料的燃燒速度和完全燃燒程度來(lái)提高。這可以通過(guò)優(yōu)化燃燒設(shè)備、改進(jìn)燃料的供應(yīng)系統(tǒng)等實(shí)現(xiàn)。3.機(jī)械損耗：機(jī)械損耗主要發(fā)生在熱機(jī)的運(yùn)動(dòng)部件之間。減少機(jī)械損耗的方法包括使用高質(zhì)量的潤(rùn)滑劑、優(yōu)化運(yùn)動(dòng)部件的設(shè)計(jì)和制造等。4.熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平：熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造水平?jīng)Q定了熱機(jī)的性能。通過(guò)采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和制造技術(shù)，可以提高熱機(jī)的效率。5.操作條件：操作條件包括熱機(jī)的運(yùn)行溫度、壓力等。在optimal的操作條件下，熱機(jī)的效率可以達(dá)到最高。三、提高熱機(jī)效率的途徑1.提高燃料的燃燒程度：通過(guò)優(yōu)化燃燒設(shè)備和技術(shù)，提高燃料的燃燒速度和完全燃燒程度，釋放更多的能量。2.減少熱損失：通過(guò)改進(jìn)熱機(jī)的