《熱機(jī)的效率》設(shè)計(jì) 全省一等獎(jiǎng)

《第2節(jié)熱機(jī)的效率》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力1.知道在燃燒過(guò)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。過(guò)程與方法學(xué)會(huì)查找燃料熱值表。情感、態(tài)度和價(jià)值觀樹立探索科學(xué)的志向。教學(xué)重點(diǎn)燃料熱值的概念和理解，熱機(jī)的效率。教學(xué)難點(diǎn)對(duì)熱機(jī)的效率的理解。教學(xué)過(guò)程導(dǎo)入無(wú)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(huì)用火的那天起，至今，人們使用的能量絕大部分還是通過(guò)燃料燃燒獲得的，火的利用給人類社會(huì)帶來(lái)了進(jìn)步。時(shí)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？一、燃料燃料的分類燃料的種類很多,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。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?cè)谌粘Ｉ钪杏脕?lái)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(huì)出現(xiàn)這樣的變化呢？思考：的木材和10kg的木材燃燒時(shí)放出的熱量是否相同？這說(shuō)明什么？2.根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)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？的木材完全燃燒和未完全燃燒時(shí)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：概念：相同條件下，1kg木柴和1kg煤，1kg煤能燒開更多的水，這說(shuō)明不同的燃料燃燒放出的熱量不相同，我們?cè)撛鯓颖容^不同燃料燃燒時(shí)這種放熱性能優(yōu)劣？類比：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1℃，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。熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。熱值的單位：課本“小資料”部分，你有哪些發(fā)現(xiàn)？結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)，談?wù)勀銓?duì)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(wú)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(shí)還可能相同。（4）氫氣的熱值最大。（5）氣體的熱值單位：J/m33.燃料燃燒的放熱計(jì)算公式：延伸拓展：推導(dǎo)燃料完全燃燒放熱的計(jì)算公式：三、熱機(jī)的效率1.熱效率用煤氣灶燒水時(shí)，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(huì)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所以，在燒水的過(guò)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(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？熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，在這個(gè)情景中，真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只占燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。所以：用來(lái)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(jī)的效率。2.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)性能的一個(gè)重要標(biāo)志.(2)由于熱機(jī)在工作過(guò)程中,總有能量損失,所以熱機(jī)的效率總小于1。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)保角度分析有效利用燃料的方法，探討提高熱機(jī)效率的途徑。3.提高熱機(jī)效率的途徑（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(jì)和制造上采用先進(jìn)的技術(shù)；注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的