搜索
1第2节热机的效率【教学目标】知识与技能1．从能量转化的角度认识燃料的热值。2．常识性了解热机的效率及提高热机效率的途径。过程与方法用物理图表分析问题的能力，联系实际思考问题的能力.情感态度和价值观增强节能、环保意识【教学重点】1.热值的物理意义及相关计算2.热机的效率【教学难点】1.热机中的能量转化及损失2.提高热机效率的途径【教学方法】合作探究交流【教学用具】多媒体课件【课时安排】1课时【教学过程】一、创设情境导入新课复习热机的概念及常见热机的工作过程，提出所用燃料的能量能全部用来做有用功吗？引出课题。教师再引导学生讨论P22“想想议议”中的问题由此引入热值的概念。二、探究新知（一）燃料的热值1.燃料的分类固体燃料如：干柴煤等液体燃料如：汽油柴油酒精等气体燃料如：氢气天然气等2kgJJQ7.0kg/102.1104.8q76吸燃料燃烧过程：燃料的化学能转化为内能。2.燃料的热值：某种燃料完全燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。从概念总结得出热值的公式：q＝Qm(适用于固体或液体燃料）q=Q/V（适用于气体燃料）单位：焦每千克(J/kg），焦每立方米（J/m3）物理意义：完全燃烧1kg的某种燃料放出的热量是多少焦耳。(课件展示)注意：定义中“完全”两字表示的意义，因为只有在完全燃烧的情况下才能比较不同物质放出热量的多少。阅读分析：小资料中“一些燃料的热值”，你得出什么结论？分析得出：（1）热值是燃料的一种特性（2）热值与燃料的种类有关。同种燃料的热值是定值，不同燃料的热值一般不同（3）思考：火箭为什么以液态氢为燃料？氢的热值大。3.例题：把5kg、40℃的水烧开，需要完全燃烧多少千克的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，不计热损失）解：水吸收的热量Q吸=cm水△t=4.2×103J/（kg•℃）×50kg×（60℃-20℃）=8.4×106J；所需木柴质量m木柴=（二）热机的效率1.炉子效率思考讨论：用煤气烧水时，燃烧放出的能量都被水吸收了吗？到哪儿去了？3讨论得出：水只是吸收了一部分，另外壶要吸收热量、向空气中散失热量、还有燃料也不一定完全燃烧损失一部分能量，所以存在热效率的问题。提高锅炉效率的措施：（1）把煤磨成煤粉，可以燃烧得比较完全。（2）加大送风量，把煤粒在炉膛里吹起来燃烧，可以燃烧得更充分。（3）用各种办法加大受热面，可以减少烟气带走的热量。2.热机效率讨论交流：在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？热机中燃料释放能量的主要流向示意图多媒体展示，根据展示内容总结。用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率定义式：η=W有／Q放各种热机的效率:蒸汽机:6﹪~15﹪汽油机：20﹪~30﹪柴油机：30﹪~45﹪讨论交流：怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧；尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；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。热机的效率能达到100%吗？为什么？不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，这部分能量远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。3．要求学生看书P25页“科学技术社会”三、课堂小结1.燃料的种类2.热值的概念及意义3.热值的单位及计算公式4.影响热值大小的因素4JJQQ661052.2%501026.1吸放5.热机的效率6.如何提高热机效率四、课堂练习：1.煤油的热值是4.6×107J/kg，将质量4kg的煤油完全燃烧放出的热量是J,如果将煤油倒掉一半,它的热值为J/kg。2．关于燃料和燃料的热值，以下说法正确的是（）A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B.容易燃烧的燃料，热值一定大C.煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多D.为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料3．关于热机的效率，下列说法中正确的是（）A．热机做的有用功越多，效率一定越高B．热机消耗的燃料越少，效率一定越高C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高D．热机做功越快，效率一定越高4.小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.2×107J／m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？答案：1.1.84×1084.6×1072.A3.C4.解：在一个标准大气压下，水吸收的热量Q吸=cm（t﹣t0）=4.2×103J/（kg•℃）×4kg×（100℃﹣25℃）=1.26×106J。天然气完全燃烧放出的热量：337606.0/102.41052.2qmmJJQV放烧开这壶水需要天然气的体积：五、板书设计14.2热机的效率一、燃料的热值某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值定义式：q=Q／mq=Q/V单位：焦每千克焦每立方米符号：J/kg或J/m5物理意义：描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。二、热机的效率用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率定义式：η=W有／Q放提高热机的效率的途径六、教学反思本节主要特点是紧密联系实际，考察能量在应用过程中的损耗，会用能流图分析问题，而且要注重让学生细致的分析问题,养成缜密的思维形式。注重联系实际的教学,学生要能够利用所学到的提高效率的方法应用于实际生活中,解决简单的问题。