第2节 热机的效率教案.doc

第2节　热机的效率

1．从能量转化的角度认识燃料的热值，并了解内能的利用在人类发展史上的意义。
2．能简单计算燃料燃烧放出的热量。
3．通过能量的转化和转移，认识热机的效率。

燃料热值的概念及单位，能简单计算燃料燃烧放出的热量。

如何提高热机的效率，并能用热机效率进行简单的计算。

木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气(打火机中装有)等燃料样本，多媒体课件。

一、创设情景　明确目标
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。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功？
(展示PPT4)：蒸汽机虽然在18世纪就已发明，但它从初创到广泛应用，经历了漫长的年月，1765年和1782年，瓦特两次改进蒸汽机的设计，使蒸汽机的应用得到了很大发展，但是效率仍不高。如何进一步提高机器的效率就成了当时工程师和科学家共同关心的问题。蒸汽机到底在使用过程中损失了多少能量？
今天，我们就来研究一下什么是热机的效率。
二、自主学习　指向目标
阅读课本，完成本节学生用书“课前预习”部分。
三、合作探究　达成目标

1．(展示PPT5)讨论：我们可以使用哪些燃料烧开一壶水？
常见的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等，在燃烧时都会释放能量。但它们释放能量的能力又不相同。
教师引导：必须保证燃料的质量要相同，而且都要完全燃烧。(展示PPT6)
讨论：燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关，同种燃料的质量越大，燃烧时放出的热量越多。
(展示PPT7)：燃料热值的概念、单位、种类、意义。
[强调]：热值是燃料的重要特性，只和燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。
学生查看热值表，了解一些燃料的热值，并表述木柴、液化石油气热值的物理意义。
2．引导学生推导热值的计算公式。
由热值的定义我们知道：
1 kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107 J的热量；那么质量为m kg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算？
学生回答：m·q。由此得出热值的计算公式：Q＝mq。
[思考]气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算气体燃料放热时，公式如何表达？
[交流与讨论]在PPT4中，估算理论上需要多少燃料？而实际需要的燃料质量大大超过计算得出的数值，这是为什么？

1．(展示PPT8)实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机效率。用η表示(即η＝×100%)。
由图可知，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。
2．为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。
学生自学P24后两自然段，交流与讨论：如何合理利用能源，提高热机的效率？
学生归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。
具体措施：
(1)使燃料尽可能完全燃烧(煤粉、鼓风)
(2)减小机械摩擦(选用优良润滑油)
(3)尽量简化机械传动部分(三角旋转式发动机)
思考：热机的效率能否达到100%？为什么？
【针对训练】　见学生用书。
四、总结梳理　内化目标
(展示PPT9)
1．热值：(1)概念；(2)单位；(3)公式
2．热机效率：(1)概念；(2)提高热机效率的途径及具体措施。
五、达标检测　反思目标
见学生用书“课后作业”。

第2节　热机的效率
一、热值
1．定义
2．单位：J/kg(固体、液体)　J/m3(气体)
3．公式：Q＝mq(或Q＝ Vq)
4．计算
二、热机的效率
1．定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。
2．公式：η＝×100%
3．提高热机效率的主要途径：减少热机各种能量损失