14.2熱機的效率-教學(xué)設(shè)計2022－2023學(xué)年人教版九年級物理上冊

《熱機的效率》教學(xué)設(shè)計教學(xué)目標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.能簡單計算燃料燃燒放出的熱量。3.能說出熱機工作時燃料釋放能量的主要流向,知道什么是熱機效率。學(xué)情分析教材從生活中學(xué)生熟悉的情景切入教學(xué),真實自然,符合學(xué)生的認知規(guī)律,學(xué)生對日常生活中的熱效率問題比較熟悉,可以先討論生活中的熱效率再過渡到熱機效率。使知識的過渡相對平穩(wěn),不至出現(xiàn)難度較大提升的情況。利用教材中熱機的能流圖啟發(fā)學(xué)生思考,引導(dǎo)學(xué)生分析,得出熱機效率的概念。然后聯(lián)系實際情況,簡單分析了提高熱機效率的方法,從物理走向社會。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。教學(xué)過程【導(dǎo)入】燃料的熱值教師：展示圖片要求學(xué)生找到共同點，講述燃料的重要性和燃料燃燒的實質(zhì)。教師:生活中常見的燃料種類有哪些?學(xué)生:日常生活中,常見的燃料有煤、木柴、液化氣、煤氣、酒精、汽油、柴油,在農(nóng)村還有燒農(nóng)作物的秸稈,有些地區(qū)還有用牛糞作為燃料的。教師:課件展示常見的燃料以及分類，并要求學(xué)生對列舉的燃料進行分類。(一)熱值教師:提出兩個生活中常見的問題：1.燃燒1kg的木材和燃燒5kg的木材，哪個放出的熱量多？

2燃燒15kg的木材和燃燒15kg的煤氣，哪個放出的熱量多？師生：一起交流回答得出結(jié)論：燃料燃燒放出熱量的多少與燃料的種類和質(zhì)量有關(guān)，引入燃料熱值的概念。教師:我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比,叫做這種燃料的熱值。教師:在用煤燒火時,會發(fā)現(xiàn)燒完后,還會有殘留的煤塊。用酒精燒火時,能聞到酒精的氣味,說明有一部分酒精還沒有燃燒就散發(fā)到了空氣中等。這些情況都稱為不完全燃燒(無論因為化學(xué)原因還是物理原因,意思是指燃料的燃燒產(chǎn)物中還含有某些可燃物質(zhì)的燃燒),在實際中燃料都很難做到完全燃燒。但在對熱值的定義中是指燃料完全燃燒放出的熱量,是實際燃燒中很難達到的一種狀態(tài)。師生:燃料熱值的計算公式q=Q放/m

教師:熱值的單位符號是J/kg,讀做焦每千克。教師:請同學(xué)閱讀小資料,了解一些燃料的熱值。教師:酒精的熱值是3.0×107J/kg,物理意義是什么?學(xué)生:1kg的酒精完全燃燒,放出熱量是3.0×107J。教師:煤氣的熱值約為3.9×107J/m3,物理意義是什么?學(xué)生:1m3的煤氣完全燃燒,放出熱量是3.9×107J。教師:注意氣體燃料的熱值單位和液體、固體氣體燃料的熱值單位的區(qū)別。以質(zhì)量為單位的燃料燃燒,熱值的單位是:J/kg。以體積為單位的燃料燃燒,熱值的單位是:J/m3。教師：燃料燃燒放熱計算：Q放=qmQ放=qV教師：燃料的選擇：熱值高、污染小例題鞏固：1.關(guān)于燃料的熱值正確的是（）

A．燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān)

B．燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)

C．燃料的熱值與燃料的多少有關(guān)

D．燃料的熱值與上面三個因素都有關(guān)

2.某個家庭預(yù)計每月使用天然氣4m3，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量？相當于多少kg柴薪完全燃燒放出的熱量？（q天然氣=7.5×107J/m3，q柴=1.2×107J/kg）

3.用焦炭燒水，燃燒50g的焦炭，使2kg的水從20℃升高到80℃.求：

（1）焦炭完全燃燒放出熱量；

（2）水吸收的熱量；

（3）燃料的利用率；

（4）燃料利用率低下的原因。

(二)熱機的效率教師:利用爐子燒水，燃料放出的熱量沒有全部被利用。那么用來做功的熱機，汽油燃燒放出的能量肯定也沒有全部被利用，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵龝r所釋放能量的一部分。當然我們希望燃料完全燃燒放出的能量被用來做有用功的部分越多越好。物理學(xué)中引入熱機的效率來表示。

教師引導(dǎo)學(xué)生得出熱機效率的概念:用來做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的熱量之比,叫做熱機的效率。師生：得出熱機的效率的計算公式：η=W有/Q放師生閱讀：

蒸汽機的效率很低，只有6%--15%。內(nèi)燃機中，燃料是在氣缸內(nèi)部燃燒的，而且燃料與空氣混合充分，燃燒得比較安全，所以內(nèi)燃機的效率比蒸汽機的高。汽油機的效率為20%--30%，柴油機的效率為30%--45%.

師生共同得出結(jié)論：熱機的效率低下，通過幾幅圖片師生共同分析尋找熱機效率低下的原因。原因：①廢氣帶走了一部分能量；

②機體自身吸收了一部分能量；③機體克服內(nèi)部摩擦損失了一部分能量。例題4.一輛額定功率為30kw的小汽車在水平路面上勻速行駛10分鐘，消耗汽油1