最新部編人教版九年級物理全冊第14章第2節(jié)《熱機(jī)的效率》教案設(shè)計

1、第二節(jié)熱機(jī)的效率【教學(xué)目標(biāo)】知識與技能1、知道在燃燒過程中燃料的化學(xué)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 .過程與方法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(jī)工作時燃料釋放能量的主要流向，知道什么是熱機(jī)的效率情感態(tài)度與價值觀結(jié)合有效利用燃料的途徑，使學(xué)生懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義【教學(xué)重難點(diǎn)】重點(diǎn)是燃料熱值的概念和理解，熱機(jī)的效率。難點(diǎn)是對熱機(jī)的效率的理解?！窘虒W(xué)方法】啟發(fā)式教學(xué)法，自學(xué)討論法，設(shè)疑問教學(xué)法，類比教學(xué)法【教學(xué)準(zhǔn)備】或【實驗準(zhǔn)備】課前收集的燃料的圖片、多媒體課件等【教學(xué)過程

2、】知識點(diǎn)教師活動學(xué)生活動一、燃料【創(chuàng)設(shè)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(xué)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(jìn)步。時至今日，我們的日常生 活都離/、開燃料的幫助。例舉一下生活中我們可 以使用哪些燃料燒壺水？這些燃料可以如 何分類？學(xué)生結(jié)合生活 討論思考，燃料 可分為哪三種1、燃料的分類2、燃料燃 燒放出的 熱量與什 么因素有 關(guān)？交流總結(jié)：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。生活中的燃料很多，我們在日常生活中

3、用來 取暖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、5kg的木材和10kg的木材燃燒時放出的熱量 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，用干木柴和天然氣所需的燃料多少一樣嗎？燃料燃燒時放 出的熱量跟燃 料的質(zhì)量有關(guān)判斷出一千克 煤燃燒后能燒 開更多的水。燒開同一壺水， 用干木柴和大 然氣所需的燃 料不同。二、燃料的 熱值：1.概念:4、5kg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)：1、燃料燃燒放出的熱量跟什么因素有關(guān)？ （1）

4、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）【體驗探究，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？設(shè)計意圖：現(xiàn)象學(xué)生有生活經(jīng)驗，能產(chǎn)生共 鳴。拋出矛盾，使學(xué)生有認(rèn)知欲望。類比復(fù)習(xí)：如何比較不同的物質(zhì)吸熱能力的不同 呢？課本中引入比熱容：即1kg的某種物質(zhì)溫度 升高1C,所吸收的熱量就是這種物質(zhì)的比熱 容。那么把所有的燃料都取1kg,讓他們完全燃 燒，比較它們放出的熱量的多少。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

5、在數(shù)值 上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量?！窘涣鹘饣蟆空n本P23關(guān)于完全燃燒就是燃料 全部燒盡。學(xué)生類比比熱 容的概念建立 熱值的概念。符合：q結(jié)合生活經(jīng)驗，談?wù)勀銓嶂档睦斫狻?.熱值的單位：干木柴油3門用J咫*姻舞的2力X1臚山37無煙津H3.4X101 Jk8 1汽油4.6xWj 1焦粉3.0' |0t j 11s l氨1/* l/ 玷T市廉1%. lOTJ kg 1燃?xì)饩?* 1山.戶酒精1.0x10f J kg1一需氣（7.1 亂Ufj m”一些燃料的爆值3.燃料燃 燒的放熱 計算公式：三、熱機(jī)的交流總結(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

6、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延伸拓展：推導(dǎo)燃料完全燃燒放熱的計算公式：1、酒精的熱值是3.0Xl07J/kg ,它的物理意義 是什么？1kg的酒精完全燃燒放出的熱量是 3.0 x 107J2、2kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多少焦？2kg x 3.0x10 7J/kg=6.0 X107J3、質(zhì)量為3kg的酒精完全燃燒放出的熱量是多 少焦？3kg x 3.0 x 107J/kg=9.0 X107J4、質(zhì)量為mkg的酒精完全燃燒放出的熱量是多

7、 少隹？/八、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。同樣的原理，體積為V的某種燃料完全燃燒放出 的熱量是多少焦？Q = Vq設(shè)計意圖：根據(jù)熱值的物理意義，去推倒燃 料燃燒放熱的公式，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，學(xué)生 在理解熱值的基礎(chǔ)上，很容易推導(dǎo)燃料燃燒的放 熱公式?！揪氁痪殹?00g汽油完全燃燒時可以放出多少熱量?熱值的單位： 3J/kg (或 J/m)氫氣的熱值最 大。小組討論、交 流，并由小組長 推選代表發(fā)言學(xué)生根據(jù)對熱 值的物理意義 的理解推導(dǎo)燃 料燃燒放熱的 計算公式。學(xué)生小組討論 加深對公式的 理解：1、公式計算的

8、 是燃料完全燃 燒時放出的熱 量2、公式中m必 須用Kg為單位， V必須用肅為單 位。3、熱值q與燃 料質(zhì)量和放熱 的多少沒有關(guān) 系，它是反映燃 料優(yōu)劣的物理 屬性學(xué)生練習(xí)解：查表可知，汽油的熱值 q=4.6 x 107J/kgm=500g=0.5kgQ=qm=4.6 x 107J/kg X0.5kg=2.3 x 107J【想一想】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

9、出熱量的一部分 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。Q裔=3 .CmQtQ放Q放qm?熱機(jī)也有類似的情況：在內(nèi)燃機(jī)中，燃料燃燒產(chǎn)生的能量到哪里去 了呢？學(xué)生討論，分析燒放出能 幾種去向2、熱機(jī)的 效率學(xué)生通過類比 分析理解熱機(jī) 的效率全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率。Jptqm熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)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?料燃燒時所釋放能量的一部分。所以：用來做有用功的那部分能量，與燃料完理解熱機(jī)的效率：1）熱機(jī)效率是指熱機(jī)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(jī)性能

10、的一個重要標(biāo)志.3、提圖熱 機(jī)效率的 途徑(2)由于熱機(jī)在工作過程中，總有能量損失，所 以熱機(jī)的效率總小于1。設(shè)計意圖：學(xué)生在機(jī)械效率的基礎(chǔ)上建立熱 效率的概念，進(jìn)而建立熱機(jī)的效率，可以使學(xué)生 認(rèn)知更有條理性，更深刻，加深對熱機(jī)效率的理 解。【練一練】某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開水，用鍋爐將200kg的水從 25 C加熱到100 C ,燃燒了 6kg的無煙煤。 試求(1)鍋爐內(nèi)200kg的水吸收了多少熱量？(2) 6kg無煙煤完全燃燒放出的熱量是多少？(3)此鍋爐的效率是多少？(無煙煤的熱值是3.4 義 107J/kg【議一議】為了合理利用能源，人們一直都在努力提高 熱機(jī)的效率，汽油機(jī)的效率：2030%

11、柴油機(jī) 的效率：3045%都比蒸汽機(jī)的效率高， 那么怎樣提高熱機(jī)的效率？引導(dǎo)學(xué)生從節(jié)能和環(huán)保角度分析肩效利用燃 料的方法，探討提高熱機(jī)效率的途徑?？偨Y(jié)：1、使燃料充分燃燒2、盡量減少各種熱量損失；3、在熱機(jī)的設(shè)計和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)； 注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦 阻力而額外消耗的能量設(shè)計意圖：增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識，增強(qiáng)學(xué)生 為提高熱機(jī)效率，加強(qiáng)環(huán)保的責(zé)任心和使命感。 也體現(xiàn)了從物理到生活的理念。燃料的利用使人類得到大量內(nèi)能，但同時造成環(huán) 境污染，尤其是熱機(jī)的使用.因此，保護(hù)環(huán)境，控 制和消除大氣污染是必須重視的問題，請同學(xué)們 課卜收集如何控制和消除大氣污染。學(xué)生通過計算 加深對熱

12、效率 的理解。學(xué)生討論有效 利用燃料的方 法，探討提圖熱 機(jī)效率的途徑。知識梳理回顧本節(jié)課的探究過程。設(shè)計意圖：小結(jié)不僅要總結(jié)知識，更重要的 是將本節(jié)課研究問題的方法及思維程序提煉出 來，學(xué)生學(xué)會這些方法并體會到它們在解決問題 中的作用，從而實現(xiàn)教學(xué)的真正目的。根據(jù)板書提示 談?wù)劚竟?jié)課的 收獲。相互補(bǔ) 充，歸納出知識 體系。課堂檢測見附件獨(dú)立自主完成 檢測。小組長批 改并匯總給學(xué) 習(xí)委員。布置作業(yè)自制蒸汽輪機(jī)。設(shè)計意圖：真正的課堂在生活中，讓物理知識很好在生活中得以運(yùn)用【板書設(shè)計】第十四章 第二節(jié) 熱機(jī)的效率（一）燃料的熱值1、定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與 燃料的質(zhì)量的比值叫做這種燃料的

13、熱值。用q表示。2、單位：J/kg （固體、液體）J/m3 （氣體）3、公式：QU mq（或 Q= Vq）4、計算（二）熱機(jī)效率1、定義：熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料 完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效 率。用刀表小。2、公式：n = W/Q放 X100%3、提高熱機(jī)效率的主要途徑：減少熱機(jī)各種能量損失【教學(xué)反思】通過教學(xué)，使學(xué)生從生活中體會不同燃料完全燃燒釋放熱能的特征，建構(gòu)起燃料的熱值概念。依據(jù)燃料熱值表中資料數(shù)據(jù)和燃料燃燒放熱與燃料質(zhì)量和熱值的關(guān)系進(jìn)行簡單計 算。了解熱機(jī)工作時釋放熱量的主要流向，初步認(rèn)識熱機(jī)效率，大致了解提高熱機(jī)效率的 途徑。了解熱機(jī)在現(xiàn)代社會中的廣泛應(yīng)用，及造成的環(huán)

14、保問題。本節(jié)課熱值的比值定義的建立類比了比熱容的概念建立， 熱效率及熱機(jī)的效率是在類 比機(jī)械效率的基礎(chǔ)上建立的，這種利用類比的方法建立概念，有利于學(xué)生對新概念的理解， 同時也加深了對原有概念的理解和掌握。不足：在教學(xué)過程中也暴露了很多問題，比如，學(xué)生現(xiàn)在大都是獨(dú)生子女，生活自理能力有待提高。對于燃料的認(rèn)識很少，生活經(jīng)驗太少?！靖郊空n堂練習(xí)1、實驗表明：質(zhì)量相等的不同燃料，完全燃燒所放出的熱量一般是（ 相同/不相同）。2、現(xiàn)代火箭用液態(tài)氫作燃料，是因為它具有（）A.較大的比熱B .較低的沸點(diǎn)C .較大的熱值D.較高的凝固點(diǎn)3、煤油的熱值大于酒精的熱值，下列說法中正確的是（）A,煤油比酒精含有的

15、熱量多B.燃燒相同質(zhì)量的煤油和酒精，煤油放出的熱量要多些C.完全燃燒相同質(zhì)量的煤油和酒精，利用煤油剛好能燒開一壺水，那么利用酒精則不能燒開這壺水（熱效率相同的條件下）D.通風(fēng)條件好，供氧越充足，兩種燃料的熱值就越大4、下列說法中正確的是（）A.燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量就越多B.燃料的熱值越小，完全燃燒單位質(zhì)量的該燃料放出的熱量越少C.燃料的熱值越小，放出相等的熱量時，燃料用量越少D.燃料燃燒的越充分，其熱值就越大5、要提高熱機(jī)的效率，下列做法不可行的是（）A.盡量減少廢氣帶走的熱量。B.盡量保持機(jī)械部件之間有良好的潤滑。C.盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機(jī)械能。D.盡量減少散熱損失。6、一個含0.6 kg無煙煤的蜂窩煤，能燒開5瓶水，而0.6 kg的液化氣可以供普通人家 一天做飯、燒開水、洗澡用水。這樣看來不同的燃料的 不同，若q無煙煤=3.4 X 107J/kg ,