《热机的效率》教学设计

《热机的效率》教学设计一、课标要求及分析从能量转化的角度认识燃料的热值，从能量的转化和转移的角度认识效率。燃料在燃烧过程把化学能转化为内能，学生认识到不同燃料燃烧释放热的能力不同，就是热值不一样。内燃机中燃料燃烧产生的所有热量，有一些转化为了有用的机械能，一部分转化为无用的机械能，还有一大部分发生了内能的转移，以废气的形式损失。二、教材分析本节内容是人教版初中物理第十四章《内能的利用》的第二节《热机的效率》是上一节内燃机知识的延续，通过本节课的研究，可以使学生认识到内燃机工作时，燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用，这样对内能的利用有一个更全面的认识。本节内容由“燃料的热值”和“热机的效率”两个部分组成。三、学情分析在八年级研究机械效率的基础上，学生对效率有了初步的认识，这就为这节课的研究打下了良好的基础；对本堂课的内容，学生需要了解如何提高热机的效率，这就为本节课打下了心理上的基础；但是，本节课的知识中有热值这一概念，学生理解起来会有一定的难度，这就需要教师的积极引导，通过生活的经验举例，学生更好的融入课堂四、重难点教学重点：燃料的热值和热机的效率。教学难点：对热机效率的理解。五、研究目标1.知道热值的定义、单位和物理意义。2．对热值、热机效率相关问题进行简单计算六、教学流程1.新课程介绍通过一张蒸汽机车的图片以及上学期研究过的机械效率引入新课老师：这幅图中的蒸汽机车还在使用吗？为什么？学生：不用了。污染环境，效率还低（由于冒黑烟）教师：本节课研究热机的效率2.给出研究目标（1）知道燃料的热值、单位、物理意义（2）对热值、热机效率相关问题进行简单计算3.新课程教学老师：思考如何获取内能。学生：做功、热传递，燃烧燃料化学能转化为内能教师：根据生活经验，用干木柴或者蜂窝煤烧开一壶水，用的质量一样多么？学生：需要干木柴的质量更多教师：为什么都是燃料，放热的能力不同，本节课的第一个内容，热值。带着问题阅读燃料的热值。课件展示4个问题。学生：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。教师：用一种比值定义和之前学过的比热容定义方式一样，q=Q放/m学生：单位是J/kg，J/m3老师：前者适用于固体和液体，后者适用于气体。可以推导出两个放热公式。根据变形的定义，qput=mq，根据煤气热值的单位，qput=vq。学生：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量教师：氢的热值1.4×108J/kg物理意义是什么？学生：一公斤氢气完全燃烧，放出1.4108j的热量。教师：根据小资料知道热值与燃料的种类有关，与燃料的质量，是否完全燃烧无关。教师：为什么火箭里面的燃料用的是氢？通过小资料观察学生：氢的热值比较高教师：根据热值表，计算下10吨氢完全燃烧放出的热量？给学生时间并且辅导，提示容易错误的环节。set=mq=1.0104千克1.4108焦耳/千克=1.4×1012J教师：注意做大题的3个主要步骤公式代数结果，要写单位，代数顺序不能写反。教师：初三学过机械效率，只要是效率都用同一个符号η来表示能否记得机械效率的公式。用它来掌握热机的效率。学生：η=有用功除以总功教师：用煤烧水，煤能否完全燃烧呢？煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？请同学们思考。学生：不能完全燃烧，会有一些剩下的煤没有燃烧，在生活中经常能发现。也不能完全被水吸收，烧水时周围的也很热，感觉到热气，热量应该是煤燃烧时候放出的热量。老师：水吸收的是高效利用的，它只占燃料完全燃烧释放热量的一部分。热机的效率也差不多。内燃机中的燃料不能完全燃烧，损失了一部分能量。机械装置吸收一部分能量，废气带走一部分能量，机械摩擦也被消耗。一部分能量，剩下的才是真正转化为有用功对外使用。国外做的有用的工作才是真正的有效利用。根据课件上的图片和课本上的内容，可以得出热机的效率。学生：有用的机械能与燃气内能的比。教师：意思差不多。应该是用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的.能量之比，叫做热机的效率。教师：观察投影的三幅图片，它们的发动机都是热机中的哪一种啊（蒸汽火车，卡车，小汽车），并观察他们的效率学生：蒸汽机，柴油机，汽油机老师：蒸汽机效率最低，但现在基本不用了。柴油发动机在这里效率最高，但也只达到45%。现在我们面临一个问题，如何提高热机的效率。是现实生活中需要解决的重要问题。请阅读教材第24页最后两段自然段，总结提高热机效率的方法。学生：在设计制造热机时，要不断改进创新，减少各种能量损失，提高效率。尽量利用废气的能量，废气带走的能量最高。使燃料燃烧更充分，提高燃料利用率。老师：总结一下，看投影提高效率的方法(1)提高燃料利用率，做燃料充分燃烧；（2）改进热机，减少各种能量损失；（3）利用废气的能量。练习：1。关于燃料的热值，下列说法中，正确的是()A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B．燃料没燃烧时就没有热值碳（carbon的缩写）就某一种燃料而言，它的热值是某一个值，这个值与燃料的质量有关。量及燃料燃烧放出的热量无关D．容易燃烧的燃料热值一定大教师：热值是燃料本身的一种属性，与燃料种类有关，与燃料质量燃料是否完全燃烧无关。选C2.已知干燥木材的热值为1.2107j/kg。0.7公斤干木材完全燃烧能释放多少热量？假设这些热量全部被水吸收，温度从20上升到70需要多少公斤的水？已知水的比热容为4.2103j/(kg)。Q放=qm=1.2×107J/kg×0.7kg=8.4×106JQ放=Q吸=8.4×106J教师：与比热容有关系的一道综合问题，要注意的事项有哪些？学生：做大题主要三步，公式、代数、结果。并且要注意数字后面的单位，代数时候的顺序，乘号不能写成点。3.为了提高热机效率，可采取的措施是（）A．采用热值高的燃料B．降低热机功率C．保证良好的润滑减少摩擦D．以上措施都可以老师：热机效率的定义是用来做有用功的那部分能量，燃料完全燃烧释放的能量的比例，与热值没有直接关系，与热机的功率无关。记住提高热机效率的途径和方法，可以选择c。教