【教學設計】《熱機效率和環(huán)境保護 》（滬科）.doc

熱機效率和環(huán)境保護 學情分析宿州市埇橋區(qū)楊莊中心學校 張大豐九年級學生已學習了機械效率,對效率有了一定的認識,而且在長期的學習過程中也積累了一定的概念的歸納整理能力,同時內(nèi)能在生活中的應用相當廣泛,對內(nèi)能的利用情況也有較多的認識,因此在熱機教學中應該側(cè)重從生活實踐和知識類比上培養(yǎng)學生獲取知識的能力。初中生是正確世界觀和價值觀形成的重要時期,故熱愛生活、保護環(huán)境意識的培養(yǎng)上,應該充分發(fā)揮學生的認知水平,并作出恰當?shù)脑u價,真正讓物理課堂成為獲取知識、鍛煉能力、放飛思想的廣闊舞臺。 教學目標【知識與能力目標】1、知道在燃燒過程中燃料的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2、知道什么是燃料的熱值和單位,會查燃料熱值表?！具^程與方法目標】1、從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱的本領(lǐng)不同,建立熱值的概念。2、能簡單計算某種燃料完全燃燒放出的熱量。3、能說出熱機工作時燃料釋放能量的主要流向,知道什么是熱機的效率?！厩楦袘B(tài)度價值觀目標】 教學重難點結(jié)合有效利用燃料的途徑,使學生懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義和 保護環(huán)境的意識.【教學重點】燃料熱值的概念和理解,熱機的效率?！窘虒W難點】對熱機的效率的理解。 課前準備 多媒體課件。 教學過程實驗器材：一、創(chuàng)設情境,引入新課無論是燒菜做飯,還是奔馳的汽車與火車,乃至直入蒼穹的火箭等都離不開燃料。即從原始人類學會用火的那天起,至今,人們使用的能量絕大部分還是通過燃料燃燒獲得的,火的利用給人類社會帶來了進步。時至今日,我們的日常生活都離不開燃料的幫助。例舉一下生活中我們可以使用哪些燃料燒開一壺水?這些燃料可以如何分類?二、新課講授（一）、燃料學生結(jié)合生活討論思考：1.生活中燃燒的種類2.為什么禁止燃燒秸稈?交流總結(jié):(1)燃料的種類很多,固體燃料有木柴、煤等,液體燃料有汽油、柴油等,氣體燃料有煤氣、天然氣等。(2)燃燒秸稈造成大氣污染燃料燃燒放出的熱量與什么因素有關(guān)?生活中的燃料很多,我們在日常生活中用來燒水和煮飯的燃料也在發(fā)生巨大的變化,木柴、煤炭、液化石油氣、煤氣、天然氣等,為什么會出現(xiàn)這樣的變化呢?思考:(1)一塊的煤和2塊煤燃燒時放出的熱量是否相同? 這說明什么?(2)根據(jù)生活經(jīng)驗判斷相同條件下,1kg木柴和1kg煤,哪一種燃料能燒開更多的水?(3)燒開同一壺水,用煤和天然氣所需的燃料多少一樣嗎?(4)1kg的木材完全燃燒和未完全燃燒時放出的熱量是否相同?小結(jié):燃料燃燒放出的熱量跟什么因素有關(guān)?(1)燃料的質(zhì)量(2)燃料的種類(3)燃料燃燒的狀況(是否完全燃燒)二、燃料的熱值:經(jīng)歷探究,獲取新知提出問題:相同條件下,1kg木柴和1kg煤,1kg煤能燒開更多的水,這說明不同的燃料 燃燒放出的熱量不相同,我們該怎樣比較不同燃料燃燒時這種放熱性能優(yōu)劣?現(xiàn)象學生有生活經(jīng)驗,能產(chǎn)生共鳴。提出問題,激發(fā)學生的求知欲。定義:我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比,叫作這種燃料的熱值。熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。交流討論課本P51常見燃料的熱值,你有哪些發(fā)現(xiàn)?結(jié)合生活經(jīng)驗,談談你對熱值的理解?？偨Y(jié):(1)熱值反映了燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒均無關(guān)系。(2)熱值的單位:J/kg(3)不同燃料的熱值一般不同;不同燃料的熱值有時還可能相同。(4)氫氣的熱值最大。(5)氣體的熱值單位:J/m3拓展:推導燃料完全燃燒放熱的計算公式:1、酒精的熱值是3.0107J/kg,它的物理意義是什么?1kg的酒精完全燃燒放出的熱量是3.0107J2、2kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦?2kg3.0x107J/kg=6.0107J3、質(zhì)量為3kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦?3kg3.0107J/kg=9.0107J4、質(zhì)量為mkg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦?Q = mq其中m表示質(zhì)量,單位是kg,q表示熱值,單位是J/kg,Q表示燃料燃燒放出的熱量,單位是J。同樣的道理,體積為V的某種燃料完全燃燒放出的熱量是多少焦?Q = Vq學生練習：課件展示 （鍛煉學生對公式應用能力）三、熱機的效率提出問題:用煤氣灶燒水時,煤氣能完全燃燒嗎?煤氣燃燒放出的熱量能全部被水吸收嗎?分析討論:煤氣燃燒放出的熱量:1、煤氣不能完全燃燒,損失了一部分能量2、煤氣灶本身也會吸收一部分能量3、高溫的煙氣帶走了一部分能量4、還有一部分直接損失掉了5、水吸收的熱量只占煤氣放出熱量的一部分總結(jié):所以,在燒水的過程中,被水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出能量的比值,稱為熱效率。熱機也有類似的情況:討論:在內(nèi)燃機中,燃料燃燒產(chǎn)生的能量到哪里去了呢?熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置,在這個情景中,真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇杏霉Φ哪芰恐徽既剂先紵龝r所釋放能量的一部分。所以:用來做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機的效計算公式：=W/Q100%理解熱機的效率:(1) 熱機效率是指熱機轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所擇放的能量的比值,它反映了能量的利用率,熱機性能的一個重要標志.(2) 由于熱機在工作過程中,總有能量損失,所以熱機的效率總小于1。為了合理利用能源,人們一直都在努力提高熱機的效率,汽油機的效率:2030%,柴油機的效率:3045%,都比蒸汽機的效率高,提高熱機的效率?引導學生從節(jié)能和環(huán)保角度分析有效利用燃料的方法,探討提高熱機效率的途徑。課堂小結(jié):1、使燃料充分燃燒2、盡量減少各種熱量損失;3、在熱機的設計和制造上采用先進的技術(shù);注意保養(yǎng),保證良好的