九年级物理热机的效率教案

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1、2.热 机 的 效 率【教学目标】知识与技能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岀的热量。3、能说岀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与价值观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【教学重难点】重点是燃料热值的概念和理解，热机的效率。难点是对热机的效率的理解。【教学方法】启发式教学法，自学讨论法，设疑问教学法，类比教学法。【教学准备】或【实验准备】课前收集的燃料的图片、多媒体课件等【

2、教学过程】知识点教师活动、燃料1、燃料的【活动情景设置】请同学观察插图，说明燃料的燃烧时能的转化 过程。分类2、燃料燃 烧放出的 热量与什 么因素有关？二、 燃料 的热值：1概念：燃料的燃烧燃料的种类很多，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。根据你的经验，相同质量的 不同燃 料，燃烧放出的热量是不是相同？要找出事实 来支持你的论点，并进行分析。几种燃料【总结过渡】 燃料及其热值 相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同 的。请同学认真学习自主学习课本热值的知 识，并回答下列问题：1什么叫燃料的热值？热值用什么符号表示？2.热值的单位是什么？3.木炭热值是3.

3、4x107J/kg， 表示的物理意义 是什么？4.煤气的热值是3.9x107J/m3，表示的物理意 义是什么？热值的单位：5.计算燃料完全燃烧放出热量公式是什么？6.燃料燃烧放热计算：小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤 完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7x107J/kg）?学生活动 学生结合生活 讨论思考，燃 料可分为哪三 种学生观察、思 考、回答 燃料的燃烧是一种化学反 应，燃烧过程 中，储存在燃 料中的化学能 被释放， 转变 为内能。燃料的种类很 多，可分为固 体燃料、液体 燃料和气体燃料。燃烧相同质量 的不同燃料， 放出的热量不 同。如：1千克木

4、柴、1千克煤和1千克的液化石 油气完全燃烧2.设计意图：现象学生有生活经验，能产生 共鸣。抛出矛盾，使学生有认知欲望。【交流解惑】课本P23“小资料”部分，你有哪些发现？结合生活经验，谈谈你对热值的理解。交流总结：(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延伸拓展：推导燃料完全燃烧放热的计算公式：1、酒精的热值是3.0 xiO7J/kg， 它的物理意义 是什么？1kg的酒精完全燃烧

5、放出的热量是3.0X1O7J2、2kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？2kg 3.0 x107J/kg=6.0 X1O7J3、质量为3kg的酒精完全燃烧放出的热量是多 少焦？3kgX3.007J/kg=9.0107J4、质量为mkg的酒精完全燃烧放出的热量是多 少焦？Q = mq3.燃料燃 烧的放热 计算公式：三、热机的效率1热效率2、 热机的效率3、提高热机效率的 途径干木晏MElxloF J集釉3JxlOTJ -1烟煤f2K)O7J-kt14.6X101J-kg1无烟煤约3.4x07J-kg1汽袖J也刊l.OxJD7J kgL,r kg*1木閱3.4X101J煤 T3,9107J m3酒

6、辅3.0XI07J kg1时放出热量不 同(烧同一壶水 时升高的温度 不一样学生自主学 习，思考回答1、某种燃料完 全燃烧所放出 的热量与其质 量之比。其符2、J/kgJ/m33、1千克木炭完全燃烧时放出 的热量是3.4X107J4、1立方米煤气完全燃烧时放 出的热量是3.9X107J其中m表示质量，单位是kg，q表示热5、q= Q放放/m6、Q=1.5kgX2.7X107J/kg=4.05X107J热值的单 位:J/kg (或J/m3)氢气的热值最 大。小组讨论、交 流，并由小组 长推选代表发 -_:言学生根据对热 值的物理意义 的理解推导燃 料燃烧放热的计算公式。 学生小组讨论 加深对公式

7、的 理解：1、公式计算的 是燃料完全燃 烧时放出的热 量-SWM的热值值，单位是J/kg,Q表示燃料燃烧放出的热 量，单位是J。同样的原理，体积为V的某种燃料完全燃烧放 出的热量是多少焦？Q = Vq设计意图：根据热值的物理意义，去推倒 燃料燃烧放热的公式，符合学生的认知规律，学生在理解热值的基础上，很容易推导燃料燃 烧的放热公式。【练一练】500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？解：查表可知，汽油的热值q=4.6xi07J/kgm=500g=0.5kgQ=qm=4.6xi07J/kgX0.5kg=2.3X07J【想一想】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

8、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 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：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2、公式中m必 须用Kg为单 位，V必须用m为单位。3、热值q与燃 料质量和放热 的多少没有关 系，它是反映 燃料优劣的物 理属性学生练习 学生讨论，分 析煤气燃烧放 出能量的几种 去向，然后个 别回答。学

9、生通过分析 理解热效率 学生讨论，分 析内燃机燃料 燃烧放出能量 的几种去向 学生通过类比分析理解热机 的效率学生通过计算 加深对热效率 的理解。学生讨论有效 利用燃料的方 法，探讨提咼 热机效率的途径。个情景中，真止转变为对外做有用功旳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，叫做热机的效率。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。设计意图：学生在机械效率的基础上建立 热

10、效率的概念， 进而建立热机的效率， 可以使 学生认知更有条理性，更深刻，加深对热机效 率的理解。【练一练】某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水 从25C加热到100C，燃烧了6kg的无烟 煤。试求(1)锅炉内200kg的水吸收了多少热量？(2) 6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？(3)此锅炉的效率是多少？(无烟煤的热值是3.4x107J/kg【议一议】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：2030%柴油机 的效率：3045%都比蒸汽机的效率高， 那么怎样提咼热机的效率？引导学生从节能和环保角度分析有效利用燃 料的方法，探讨提咼热机效率的途径。总结：1、使

11、燃料充分燃烧2、尽量减少各种热量损失；3、在热机的设计和制造上米用先进的技术；注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量设计意图：增强学生的环保意识，增强学生为提高热机效率，加强环保的责任心和使命感。也体现了从物理到生活的理念。燃料的利用使人类得到大量内能，但同时造成环 境污染，尤其是热机的使用.因此，保护环境，控 制和消除大气污染是必须重视的问题，请同学们 课下收集如何控制和消除大气污染。三、课堂 小结回顾本节 课“你学 到了什么？”见附件1学生讨论发 言，梳理本节 知识要点四、课堂 检测老师巡视、讲评完成检测题见附件2五、布置 作业课内作业：动手动脑学物理1、3课外作业：

12、动手动脑学物理2、4课后完成【板书设计】通过教学，使学生从生活中体会不同燃料完全燃烧释放热能的特征，建构起燃料 的热值概念。依据燃料热值表中资料数据和燃料燃烧放热与燃料质量和热值的关系进 行简单计算。了解热机工作时释放热量的主要流向，初步认识热机效率，大致了解提 高热机效率的途径。不足：在教学过程中也暴露了很多问题，比如，学生生活自理能力有待提高。对于 燃料的认识很少，生活经验太少。附件1:执值八、 、14.2 热机的效率 热机的效率【教学反思】定义：某种燃料完全燃烧所放岀的热量与其质量之比3单位：J/kg, (J/m )公式：Q=mq1.定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放岀的能量

13、之比2如何提高热机的效率知识框架附件114.1热机的效率思维导图附件2：课堂检测A基础题1、实验表明：质量相等的不同燃料,完全燃烧所放出的热量一般是（相同/不相同）。2现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有（）.A.较大的比热B.较低的沸点C.较大的热值D.较高的凝固点3、 煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（）A.煤油比酒精含有的热量多B.燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些C.完全燃烧相同质量的煤油和酒精，禾I用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则 不能烧开这壶水（热效率相同的条件下）D.通风条件好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大4、 下列说法中正确的是（）A.燃料的热

14、值越大，燃烧时放出的热量就越多B.燃料的热值越小，完全燃烧单位质量的该燃料放出的热量越少C.燃料的热值越小，放出相等的热量时，燃料用量越少D.燃料燃烧的越充分，其热值就越大B提高题5、 一个含0.6 kg无烟煤的蜂窝煤，能烧开5瓶水，而0.6 kg的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的 _不同，若q无烟煤无烟煤=3.4X107J/kg，5瓶水的质量是9kg，从20C到烧开，那么这个煤炉的效率是_ 。（一个标准大气压下）6、 在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0X103N，消耗汽油1.2kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4X107J/kg，求:（1） 在测试中，汽车牵引力所做的功W（2） 该型号汽车的热机效率n。C中考链接：7、 （2014中考济宁）要提高热机的效率，下列做法不可行的是（）A.尽量减少废气带走的热量。B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。D.尽量减少散热损失。附答案：1、不相同2、C3、C 4、B 5、热值14.82%6(1)1.44X107J(2)30% 7、C