九年级物理上册 2.3《热机效率》教案 （新版）教科版-（新版）教科版初中九年级上册物理教案.doc

《热机效率》

◆ 教学目标
【知识与能力目标】
1、知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;
2、知道什么是燃料的热值和单位,会查燃料热值表.
【过程与方法目标】
1、从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同,建立热值的概念。
2、能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道什么是热机的效率。
【情感态度价值观目标】
结合有效利用燃料的途径,使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义和 保护环境的意识.

【教学重点】
◆ 教学重难点
◆
燃料热值的概念和理解,热机的效率。
【教学难点】
对热机的效率的理解。

◆
◆ 课前准备
多媒体课件：PPT
实验器材：
◆ 教学过程

一、创设情境,引入新课
无论是烧菜做饭,还是奔驰的汽车与火车,乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起,至今,人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的,火的利用给人类社会带来了进步。时至今日,我们的日常生活都离不开燃料的帮助。例举一下生活中我们可以使用哪些燃料烧开一壶水?这些燃料可以如何分类?
二、新课讲授
（一）、燃料
学生结合生活讨论思考
1.生活中燃烧的种类
2.为什么禁止燃烧秸秆?
交流总结:
(1)燃料的种类很多,固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴油等,气体燃料有煤气、天然气等。
(2)燃烧秸秆造成大气污染
燃料燃烧放出的热量与什么因素有关?
生活中的燃料很多,我们在日常生活中用来烧水和煮饭的燃料也在发生巨大的变化,木柴、煤炭、液化石油气、煤气、天然气等,为什么会出现这样的变化呢?
思考:
(1)一块的煤和2块煤燃烧时放出的热量是否相同? 这说明什么?
(2)根据生活经验判断相同条件下,1kg木柴和1kg煤,哪一种燃料能烧开更多的水?
(3)烧开同一壶水,用煤和天然气所需的燃料多少一样吗?
(4)1kg的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同?
小结:燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关?
(1)燃料的质量(2)燃料的种类
(3)燃料燃烧的状况(是否完全燃烧)
二、燃料的热值:
经历探究,获取新知
提出问题:相同条件下,1kg木柴和1kg煤,1kg煤能烧开更多的水,这说明不同的燃料 燃烧放出的热量不相同,
我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣?
现象学生有生活经验,能产生共鸣。提出问题,激发学生的求知欲。
定义:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
交流讨论
课本常见燃料的热值,你有哪些发现?
结合生活经验,谈谈你对热值的理解。
总结:
(1)热值反映了燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关系。
(2)热值的单位:J/kg
(3)不同燃料的热值一般不同;不同燃料的热值有时还可能相同。
(4)氢气的热值最大。
(5)气体的热值单位:J/m3
拓展:推导燃料完全燃烧放热的计算公式:
1、酒精的热值是3.0×107J/kg,它的物理意义是什么?
1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J
2、2kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦?
2kg×3.0x107J/kg=6.0×107J
3、质量为3kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦?
3kg×3.0×107J/kg=9.0×107J
4、质量为mkg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦?
Q = mq
其中m表示质量,单位是kg,q表示热值,单位是J/kg,Q表示燃料燃烧放出的热量,单位是J。
同样的道理,体积为V的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦?
Q = Vq
学生练习：课件展示 （锻炼学生对公式应用能力）
三、热机的效率
提出问题:用煤气灶烧水时,煤气能完全燃烧吗?煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗?
分析讨论:煤气燃烧放出的热量:
1、煤气不能完全燃烧,损失了一部分能量
2、煤气灶本身也会吸收一部分能量
3、高温的烟气带走了一部分能量
4、还有一部分直接损失掉了
5、水吸收的热量只占煤气放出热量的一部分
总结:所以,在烧水的过程中,被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出能量的比值,称为热效率。
热机也有类似的情况:
讨论:在内燃机中,燃料燃烧产生的能量到哪里去了呢?
热机是将内能转化为机械能的装置,在这个情景中,真正转变为对外做有用功的能量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。
所以:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效
计算公式：η=W/Q×100%
理解热机的效率:
(1) 热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值,它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志.
(2) 由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
为了合理利用能源,人们一直都在努力提高热机的效率,汽油机的效率:20~30%,柴油机的效率:30~45%,都比蒸汽机的效率高,
提高热机的效率?
引导学生从节能和环保角度分析有效利用燃料的方法,探讨提高热机效率的途径。
四、环境污染问题
1、热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。（课件展示）
2、如何保护我们的环境？（课件展示）
课堂小结:
学生小结本节课的收获。