《14.2热机的效率》教学设计

《14.2热机的效率》教学设计【教学目标】（一）知识与技能从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同。了解热机效率的含义。（二）过程与方法燃料燃烧时能量的主要流向。（三）情感态度与价值观培养学生节约能源、保护环境的意识【教学重点】燃料的热值【教学难点】热机效率【课时安排】1课时【教学过程】（一）引入新课1、复习提问：什么是机械效率？2、新课引入：热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题，这一节我们就来讨论这个问题。【板书】14.2热机的效率（二）新课教学P22【想想议议】图中有三种燃料：酒精、天然气、煤。同学们根据你们的经验，相同质量的这三种燃料燃烧时放出的热量相同吗?[生]不同[师]为了描述不同物质的吸热能力，物理学中引入了燃料的热值这个物理量。【板书】一、燃料的热值1、燃料的热值物理意义：是用来描述物质提供能量的能力。在此我们回忆一下以下几个物理量物理量物理意义定义公式速度物体运动的快慢路程与时间的比值v=s/t密度单位体积所含物质的多少质量与体积的比值=m/v比热容物质的吸热能力热量与质量和变化温度乘积的比值C=Q/m.这些物理量有一个共同点，它们都是用比值来定义的，我们今天学习的燃料的热值也是用比值来定义的，它是我们初中阶段第四个采用比值定义的物理量，我们学习时可以采用类比的学习方法进行学习。2、燃料的热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做燃料的热值。燃料的热值在数值上等于1㎏某种燃料完全燃烧所放出的热量。3、燃料的热值公式：q=Q/mQ的单位是J，m的单位是㎏，所以q的单位是J/㎏。读作焦每千克。酒精的热值是3.0×107J/㎏，其表示的意义是。例1：北京奥运会传递的祥云火炬使用的燃料为丙烷，常温下呈现气态的丙烷是通过加压液化后储存在较小的罐内。若丙烷的热值为8.0×107J/㎏，罐内装有450g的丙烷完全燃烧可以放出多少热量。一辆汽车从身旁驶过，有时根据人的嗅觉就能知道它的发动机是汽油机还是柴油机。这是为什么？[生]：因为它们排出的气体的味道不同。[师]：说得很对。但你们想过没有，排出的气体中仍有汽油或柴油味这说明了什么？学生：说明汽油或柴油并未完全燃烧。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。再想想，除此之外还有些什么损失？[生]：排出的气体中还具有内能。[师]：有人曾用汽车的尾气加热饭菜就说明了这一点。除此之外，气缸壁等也会传走一部分内能。以上这些都是没有转化成机械能的内能。那么曲轴获得的机械能是不是全部做了有用功？[生]：不是，有一部分要传给飞轮以维持其继续转动。[师]：除此之外，由于各零部件之间有摩擦，曲轴还需克服摩擦做功。由于以上原因，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。为此，我们再介绍一个新的概念：【板书】二、热机效率1、热机效率的定义：用来做有用功的那一部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率。由于损失的原因比较多，所以热机的效率一般都较低。(参阅课本中的几种热机的效率，内燃机的能流图以及火电站的能流图)一些热机的热机效率：蒸汽机：6%～15%；汽油机：20%～30%；柴油机：30%～45%2、热机效率的公式：=3、热机效率总小于1。教师：热机是人类使用的主要动力机。尽管它的效率还不高。我们仍然离不了它。问题的关键是如何改进和提高它的性能。经过上面的分析，谁能归纳一下改进热机的总体设想？4、提高热机效率的措施[生]：让燃料尽可能充分燃烧。[生]：减小各部分之间的摩擦。[师]：让其尽可能完全燃烧，可通过改善燃烧环境，调节油、气比例等来总能量废气带走热量克服摩擦做无用功燃料不能完全燃烧机器散发热量热机做有用功的能量实现。为了减小摩擦需要经常保养机器，适当调节各零部件间间隙，并注意保持润滑等。另外还应下决心关停一些冒黑烟、耗能大的热机，以提高热机的整体水平。还可以设法利用废气的能量。提高热机的效率，并非易事，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。我们也期待着现在的青年中能涌现出更多瓦特式的人才，为人类研制出更新更好的热机例2：天然气是当今家庭中普遍使用的一种能源，现用天然气来加热水。（1）使质量为2㎏的水，温度从20℃升高到100℃，需吸收的热量？（2）如加热的过程中，天然气放出的热量只有50%被吸收，则需要完全燃烧多少m3的天然气。（天然气的热值为3.2×107J/m3，C水=4.2×103J/（㎏℃）【课堂小结】师生共同总结【布置作业】本节基础训练【板书设计】14.2热机的效率一、燃料的热值1、燃料的热值物理意义：是用来描述物质提供能量的能力。2、燃料的热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做燃料的热值。燃料的热值在数值上等于1㎏某种燃料完全燃烧所放出的热量。3、公式：q=Q/m，Q的单位是J，m的单位是㎏，所以q的单位是J/㎏。读作焦每千克。二、热机效率1、热机效率的定义：用来做有用功的那一部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率。2、热机效率的公式：=3、热机效率总小于1。4、提高热机效率的措施使燃料充分燃烧。减小各部分之间的摩擦。设法利用废气的能量。