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十四章 第二节热机的效率
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课题 十四章 第二节热机的效率
教学目标 一、知识与技能：1、能在大脑中建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。2、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义。二、过程和方法： 通过对学校饭堂的调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的负面影响。三、情感、态度和价值观了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物对环境的不良影响，培养学生的自觉环保意识。
重点难点 重点：燃料的热值、热机效率以及学生环保意识的培养。难点：热机效率的理解和环境保护
教学方法 探究式教学法，设疑教学法
教具学具 教师：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，布置学生课前进行有关环境污染方面的调查。学生（分组）
教学过程
引入 教师活动 学生活动 设计意图
创设情境引入课题 复习上一节课热机的内容：学生回忆思考什么是热机？热机的种类有哪些？都用什么作为燃料？那么除了以上的燃料请举例说说我们生活中哪些地方用到什么作为燃料？（教师把学生所说燃料巧妙的按固液气分类板书）从同学讨论中知道无论是烧菜做饭，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。从原始人类学会用火的那天起，人们使用的能量绝大部分来自燃料燃烧获得的。设疑1：那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少是有价值的？以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢？今天我们共同来学习“第2节：热机的效率”。（出示课题） 由问题的提出引发学生对上节课热机的回忆与复习学生小组讨论两分钟，并派代表回答提出相关问题，引起学生对燃料在生活中的应用的关注，并对新课进行初步的思考。 为新课的进行起到承上启下的作用生活问题中引入课题，引起学生的研究兴趣。引发学生的深入思考，进而让学生有目的的进行新课学习
新课讲授 教师活动 学生活动 设计意图
引出探究问题 探究一：热值 1.热值的概念阅读课本P22 “想想议议”情景探究：平常人家煮一罐煤气起码用40天，但是若换成木柴火，四十天用了很多担，为什么会出现这样的结果。教师课件展示热值的定义并强调是1kg燃料完全燃烧时释放的热量，用q表示， ，国际单位J/Kg，设疑：固体燃料有热值那么气体燃料又是如何定义的呢？ 单位J/Kg或J/m 2.热量的计算学生阅读课本P23页小资料，分别比较小资料中相同质量或者相同体积的燃料哪个放出的热量最多？并比较出为什么使用煤气与使用木柴火区别大。探究二:热机的效率热机能量的损耗与热机的效率跟大家讲个老师读书时的经历在我们读书时不像现在车水马龙的以前见得最多的“大车”就是拖拉机了，当有一辆拖拉机从我身旁驶过时伴随着一阵黑烟后我一闻那味道能知道它的发动机是汽油机还是柴油机。大家知道为什么吗？排出的气味中还有汽油或柴油味说明什么？既然燃料没有完全燃烧，就说明有一部分能量被白白地损失掉了。那么大家认为排出的气体是冷的还是热的？说明什么问题？基于刚才那些能量的损失燃料燃烧的能量能完全被利用吗？也就是说真正用来做有用功的能量只占燃烧燃料所能提供能量的一部分。所占比例的大小，也就成了热机性能的标志。引出新概念：热机的效率热机的效率定义：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，叫热机的效率，用字母η表示。设疑：热机的效率可以大于1吗 3.如何提高热机的效率 阅读课本P24思考：热机的效率高吗？为什么我们还要使用热机？又为什么现在的拖拉机变少了？虽然它的效率还不高。我们仍然离不了它。所以我们为了更好的利用它就要改变它，但问题在于我们应该如何改进和提高它的性能。请同学从上面分析能量的损耗来的分析如何改进和提高热机的性能提高热机的效率，需要解决的问题还很多，甚至每前进一步都要付出艰苦的努力，不过我们相信，随着科学技术的飞速发展，以及新能源的不断开发，热机的性能一定会得到较大提高。热机的使用带来的环境问题 学生通过课前布置的社会调查汇报各自的调查报告并设计方案解决热机的使用所带来的环境问题 学生以小组形式讨论思考出现这样的原因 学生说出跟热值有关学生集体朗读并理解感悟学生结合教材回答得出液体固体的热值学生结合教材定义出气体燃料的热值学生以小组形式内部分工计算讨论小资料中固液气三类燃料的1kg或1 m 所放出的热量学生思考小组讨论并能答出因为它们排出的气体的味道不同。说明排出的气体中还有汽油或者柴油，也就是没有燃烧完全。学生思考回答：热的气体排出来的时候也有能量学生:没有学生集体朗读领悟小组讨论：热机的效率不大于1找出热机是人类使用的主要动力机。学生小组间互相交流并归纳分享改进热机的设想让燃料尽可能充分燃烧。较少热量散失。学生进行汇报 引导学生了解热值是燃料自身的特性强化学生记忆引导学生从物体的气味分辨燃料没有燃烧完，了解燃料利用不充分培养学生综合理解与逻辑思维能力培养学生解决问题的能力让学生树立关心社会关注环境问题的正确的价值观
运用公式解决问题 例题分析例：一辆牵引力是4000N，行驶10km,消耗3kg的汽油，在此过程中，发动机做的有用功是多少焦？发动机的效率是多少？（汽油的热值是4.6×10J/kg）解:已知S=10km=10000m。F=4000N根据公式W=Fs可得汽车牵引力所做的功W=Fs =4000N×10000m =4×10J已知m=3kg,q=4.6×10J/kg，则根据公式得完全燃烧汽油释放出的热量 =3kg×4.6×10J/kg =1.38×10J所以发动机的效率由= ×100％ ≈29％ 学生思考分析已知条件与思考该使用怎么样的公式，谈论完派代表板书 培养学生解物理题的规范化。
小结与巩固 小结分享与交流什么叫做热值？什么叫做热机的效率？这样才能提高热机的效率？热机的使用会带来哪些环境问题？ 学生畅所欲言。学生讨论，互相补充。。 回忆巩固本节课知识。
随堂练习沼气是一种很好的清洁燃料，已知它的热值为1.9×10J//m ，其意义是： ,燃烧两立方沼气所释放的热量为 煤炭的热值是4.6×10J/kg，表示的物理意义是： ，不考虑热损失的情况下，完全燃烧0.42kg的煤释放出热量为 J关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）做的有用功越多，热机效率越高。 B.热机的功率越大，它的效率越高C.热机效率不可能达到100% D.热机效率小于1说明热机工作时能量不守恒4. 为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ） A、尽量使燃料充分燃烧 B、尽量增加热机的工作时间 C、尽量减少废气带走的热量 D、尽量减少热机部件间的摩擦 对当堂的知识进行反馈，落实基础，巩固知识。
作业与反馈 作业：动手电脑学物理P26第1题、第3题 学生把解题过程写在作业本上，上交教师批改 强化巩固学生的对知识的掌握与应用
板书设计
　　 第十四章 第二节 热机的效率燃料的热值1.燃料的分类 固体燃料燃料 液体燃料 气体燃料2.热值 定义：1千克（每立方米 ( http: / / www. / s q=%E7%AB%8B%E6%96%B9%E7%B1%B3&ie=utf-8&src=wenda_link" \t "_blank )）某种固体或液体（气体）燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值 ( http: / / www. / s q=%E7%83%AD%E5%80%BC&ie=utf-8&src=wenda_link" \t "_blank )。符号为q表示单位J/Kg或J/m 热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能 ( http: / / www. / s q=%E5%8C%96%E5%AD%A6%E8%83%BD&ie=utf-8&src=wenda_link" \t "_blank )转化为内能的本领大小。公式： 公式变形热机的效率1.定义：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，叫热机的效率，用字母η表示。2、符号：η3. 公式：三、提高热机的效率的方法1.让燃料尽可能充分燃烧。2.较少热量散失。作业：动手电脑学物理P26第1题、第3题
课后反思：
14.2热机的效率 学案
设计者： 审核者:
一、学习目标：
1、能在大脑中建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。
2、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义。
3.了解提高热机效率的方法。
重点：燃料的热值、热机效率以及学生环保意识的培养。
难点：热机效率的理解和环境保护
二、新课自学：
阅读课本P23“想想议议”，结合生活实例燃料可分为 燃料，例如 等、 燃料，例如 等、 燃料，例如 等。
若用相同质量的不同燃料燃烧释放出的热量 。（同或不相同）
1．热值
（1）在物理学中用 反映燃料燃烧的特性。
某种燃料 释放出来的热量与其 之比叫做热值。符号用 ，单位为 ，热值的物理意义：表示1kg燃料 释放的能量。，
（2）热值定义式： 。
（3）沼气是一种很好的清洁燃料，已知它的热值为1.9×10J/m ，其意义是： ,燃烧两立方沼气所释放的热量为 。
（4）煤炭的热值是4.6×10J/kg，表示的物理意义是： ，不考虑热损失的情况下，完全燃烧0.42kg的煤释放出热量为 J
（3）比一比，固液气哪种燃料的热值高
2.热机的效率
阅读课本P24“热机的效率”
（1）热机燃料燃烧所放出的热量只有少部分转化为 。物理学上同 表示热机的性能。定义： 。
定义式 。
（2）热机的效率符号 ，单位： 。
（3）蒸汽机的效率 ，只有 。 的效率比蒸汽机的高。柴油机的效率为 ，汽油机的效率为 。
（4）热机的能量的损耗：燃料很难 燃烧， 带走的能量最多。
所以从热机能量的损耗上请设计方案如何提高热机的效率？
3.环境保护
（1）燃料燃烧对环境有哪些影响？ （2） 结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？
三、合作探究
1.探究一：热值
⑴日常生活中的木柴、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是否相同呢？如果不同，那又如何来表示它们这种能力的大小呢？
［合作交流与讨论］①：要想探究不同燃料燃烧释放能量的能力的不同选择什么物理方法？
②：应该保证哪些量相同哪些量不相同才能进行比较？
探究后的结论是： 。
⑵热值公式的推导
①1kg的无烟煤完全燃烧释放出3.4×107J的热量；那么质量为mkg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算？
［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，公式应该写成？
例题：根据课本查表计算与比较4kg干木柴、汽油与4m 煤气完全燃烧释放的热量。
2.探究二：热机的效率
⑴燃料燃烧能量的损失
［交流与讨论］：图12－26所示的情况下，请估算所需的干木柴、烟煤和汽油。思考实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量跟所计算得出的数值一样吗？这是为什么？请分析燃料在燃烧过程能量的去向
⑵热机的效率
①定义：
②公式：：
⑵如何提高机械效率？
3.探究三：环境保护
交流与讨论：⑴燃料燃烧过程中对环境有哪些影响？
⑵结合生活实际谈谈说说我们应该怎么做？
即学即练
1、下列关于热值的说法正确的是（　　　）
A.燃料不燃烧，其热值为零。 B.燃料不完全燃烧其热值要变小。
C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。 D. 燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。
2.关于热机的效率，下列说法正确的是（ ）
A.做的有用功越多，热机效率越高。 B.热机的功率越大，它的效率越高
C.热机效率不可能达到100% D.热机效率小于1说明热机工作时能量不守恒
3.为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）
A、尽量使燃料充分燃烧 B、尽量增加热机的工作时间
C、尽量减少废气带走的热量 D、尽量减少热机部件间的摩擦
五、课堂巩固
1.热机是把_______能转化为_______能的机器；在热机里，用来做__________的那部分能量，与燃料__________放出的能量之比，叫做热机效率.
2.__________叫做这种燃料的热值.热值的单位是_______，符号是_______.
3.一个含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=3.4×107J/kg，5瓶水的质量是9kg，从20℃到烧开，那么这个煤炉的效率是　　　　。（一个标准大气压下）
五、学后感悟
学完本节课你学到了什么？还有什么不明白

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