九年级物理全册.燃料的利用和环境保护教案新版北师大版.docx

10.6燃料的利用和环境保护课前准备一、新课标学习要求1.知识与技能 了解常见的固体燃料、气体燃料、液体燃料. 知道燃料的热值及其单位、物理意义. 会应用热值的概念进行简单的燃烧放热的计算. 知道炉子效率的含义，了解提高炉子效率的措施. 了解燃料有效利用的措施. 了解环境保护措施.2.过程与方法 利用对比的方法了解不同燃料热值的差异. 利用分类学习法了解常见的固体、液体、气体燃料. 通过学习活动，培养学生科学的学习方法.3.情感、态度与价值观 通过教师和学生双边的教学活动，以实验、讨论法，激发学生的学习兴趣.注意在活动中培养学生的交流意识、环境保护意识，养成爱科学、爱自然的良好品质.三、二、相关知识空气中的铅污染 内燃机发明以后，很快就被用来做汽车的发动机.从此汽车川流不息地奔驰在城市、乡村，给人类带来极大的方便.但是随着汽车的激增，这也给人们和社会带来了新的危害一大气铅污染. 原来，汽车运行时要烧汽油，而汽油是一种易燃易爆的燃料，为了防止它在发动机中爆炸，于是在汽油中必须加入一种防爆剂四乙基铅.它是一种铅的有机化合物，是无色的油状液体，还有一种水果香味，也叫“铅水”.汽油在燃烧过程中，这种有毒的铅化合物混入废气里，排放到空气中，使空气中含铅量猛增.据统计全世界每年通过汽车发动机排放到空气中的铅，大约有40万吨.近十年来，人类已把430万吨铅扩散到了空气中，使大气中的含铅量比原始状态增加了一倍.现代人体中的含铅量比原始人高出100倍. 铅一旦进入人体，尤其是进入脑细胞以后，会造成积累中毒，永远呆在那里，危害人的精神系统，使人智力衰退，甚至引起中毒性神经病.铅还会危害心血管、肾脏、内分泌等系统；还会干扰红血球输送氧气的功能，破坏人的造血功能，引起贫血并毒害人体的消化系统，造成腹痛、便秘、食欲不振等.三、学法点拨 课本以人们熟悉的固体、气体、液体燃料入手，引出燃料热值的概念，介绍了常见燃料的热值、炉子的效率及提高炉子效率的措施、燃料的有效利用、环境污染和保护.在环境污染和环境保护的学习上，应加大信息量，多从资料中认识环境污染的危害和环境保护的现实意义.四、教材知识全解（一）、燃料的热值想想议议 1.人类从什么时候起开始使用火？ 2.日常生活中常用的燃料有哪些？并从固、液、气三态给它们归类. 3.燃料燃烧时，能量是怎样转化的？ 4.根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量相同吗？分析与结论（二）、燃料燃烧时能的转化 现代社会中，人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的内能.燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是常说的释放能量. 1.燃料热值的意义 燃料的种类很多，由于燃料的成份不同，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出热量不同，在物理学中就用燃料的热值来表示燃料在完全燃烧时放热本领的大小.也就是我们俗语中的：燃料顶烧不顶烧. 2.定义 1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值. 由定义可知热值的单位是“J/kg”. 3.热值的物理意义 表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少.如木炭的热值为3.4107J/kg，它表示：1kg的木炭完全燃烧时所放出的热量是3.4107J.同种燃料的热值相同，不同燃料的热值不同. 4.放出热量的计算 如果用m表示完全燃烧燃料的质量，用q表示该种燃料的热值，用Q放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则：Q放=mq其中：m的单位是kg,q的单位是J/kg，Q放的单位是J.注意 5.正确理解燃料的热值： （1）理解热值的物理意义是本节的重点。对于热值的定义，我们要抓住其中的三个关键词：1kg；某种燃料；完全燃烧. “1kg”出热值是针对一定质量的燃料而言的，这一定质量是1kg.如果燃烧的不是1kg的燃料。那么，完全燃烧时放出的热量值与热值的大小便不同. “某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关.确定的燃料才有确定的热值，不同的燃料有不同的热值，由此可见，热值反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映1kg的这种燃料完全燃烧时放出的热量多，或者说，化学能转化成的内能多.“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.1kg的某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量才是这种燃料的热值，如果没有完全燃烧放出的热量就比热值小. （2）热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领的大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃烧的形态、质量、体积是否完全燃烧均没有关系.（三）、燃料的有效利用 1.影响燃料有效利用的因素一是燃料不可能完全燃烧；二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用. 2.炉子的效率炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比叫做炉子的效率.现代化大型锅炉的效率可达90以上，一般小型锅炉的效率不足60. 3.提高燃料利用率的方法 提高燃料的利用率是节约能源的重要措施.把固体燃料磨成粉末吹进炉膛燃烧，加大送风量，可使燃料燃烧得更充分，加大受热面积，可减小烟气带走的热量，这些都是提高炉子的效率和燃料利用率的具体措施.五、补充知识：热机效率（一）热机能量的损失 1.燃料未能完全燃烧 由于燃料的优劣，内燃机汽缸与活塞的密封程度等原因，热机不可能将燃料完全燃烧，这必将有一部分能量损失.不过，这里损失的能量很小. 2.废气带走很大一部分能量四冲程内燃机的一个工作循环中用气冲程将汽缸中的废气排放掉，但此时废气的温度仍很高，内能较大. 3.一部分能量消耗在散热上 热机大部分是由金属组成，金属是热的良导体，传递了部分燃料燃烧所释放的热量，所以散热也是能量损失的一个方面. 4.克服摩擦做功 活塞和曲轴在运动时要克服摩擦做功，这部分能量也要靠燃料燃烧的内能来提供.（二）热机的效率 1.定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比. 2.公式：= 100%注意 由于热机在工作过程中，总有能量损失，所以热机的效率总小于1，汽油机的效率为20%30%，柴油机的效率为30%45%.柴油机的效率比汽油机的效率高，这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机在压缩冲程中的压缩比比汽油机更大.（三）提高热机效率的主要途径 1.使燃料充分燃烧. 2.尽量减少各种热损失. 3.在热机的设计和制造上，采用先进的技术. 4.使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功.六、环境污染 1.废气污染 热机燃料在燃烧过程中能放出一定量的有毒气体和粉尘，这些气体和粉尘都会污染空气，有害于人类的健康和动植物的正常生长，产生的酸雨有害于农、林、渔业.导致城市空气污染的主要原因是各种车辆排放的废气；导致环境污染的主要原因是燃料燃烧后的废气、废渣以及各种废液的排放. 2.噪声污染 热机以及热机带动的机器产生的噪声是环境污染的又一方面.七、环境保护措施 1.改进燃烧设备，消除烟尘. 2.提高燃料的综合利用，采取集中供热.在北方的取暖设备中，就是采用锅炉烧的水蒸气供给各家各户的散热管，这样就减少了大气污染；在城市中使用管道煤气和液化气，提高了燃料的利用