14.2热机的效率-教学设计2022－2023学年人教版九年级物理上册

《热机的效率》教学设计教学目标1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同,建立热值的概念。2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道什么是热机效率。学情分析教材从生活中学生熟悉的情景切入教学,真实自然,符合学生的认知规律,学生对日常生活中的热效率问题比较熟悉,可以先讨论生活中的热效率再过渡到热机效率。使知识的过渡相对平稳,不至出现难度较大提升的情况。利用教材中热机的能流图启发学生思考,引导学生分析,得出热机效率的概念。然后联系实际情况,简单分析了提高热机效率的方法,从物理走向社会。重点难点重点:燃料的热值和热机的效率。

难点:对热机效率的理解。教学过程【导入】燃料的热值教师：展示图片要求学生找到共同点，讲述燃料的重要性和燃料燃烧的实质。教师:生活中常见的燃料种类有哪些?学生:日常生活中,常见的燃料有煤、木柴、液化气、煤气、酒精、汽油、柴油,在农村还有烧农作物的秸秆,有些地区还有用牛粪作为燃料的。教师:课件展示常见的燃料以及分类，并要求学生对列举的燃料进行分类。(一)热值教师:提出两个生活中常见的问题：1.燃烧1kg的木材和燃烧5kg的木材，哪个放出的热量多？

2燃烧15kg的木材和燃烧15kg的煤气，哪个放出的热量多？师生：一起交流回答得出结论：燃料燃烧放出热量的多少与燃料的种类和质量有关，引入燃料热值的概念。教师:我们把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:在用煤烧火时,会发现烧完后,还会有残留的煤块。用酒精烧火时,能闻到酒精的气味,说明有一部分酒精还没有燃烧就散发到了空气中等。这些情况都称为不完全燃烧(无论因为化学原因还是物理原因,意思是指燃料的燃烧产物中还含有某些可燃物质的燃烧),在实际中燃料都很难做到完全燃烧。但在对热值的定义中是指燃料完全燃烧放出的热量,是实际燃烧中很难达到的一种状态。师生:燃料热值的计算公式q=Q放/m

教师:热值的单位符号是J/kg,读做焦每千克。教师:请同学阅读小资料,了解一些燃料的热值。教师:酒精的热值是3.0×107J/kg,物理意义是什么?学生:1kg的酒精完全燃烧,放出热量是3.0×107J。教师:煤气的热值约为3.9×107J/m3,物理意义是什么?学生:1m3的煤气完全燃烧,放出热量是3.9×107J。教师:注意气体燃料的热值单位和液体、固体气体燃料的热值单位的区别。以质量为单位的燃料燃烧,热值的单位是:J/kg。以体积为单位的燃料燃烧,热值的单位是:J/m3。教师：燃料燃烧放热计算：Q放=qmQ放=qV教师：燃料的选择：热值高、污染小例题巩固：1.关于燃料的热值正确的是（）

A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关

B．燃料的热值与燃料的种类有关

C．燃料的热值与燃料的多少有关

D．燃料的热值与上面三个因素都有关

2.某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量？相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量？（q天然气=7.5×107J/m3，q柴=1.2×107J/kg）

3.用焦炭烧水，燃烧50g的焦炭，使2kg的水从20℃升高到80℃.求：

（1）焦炭完全燃烧放出热量；

（2）水吸收的热量；

（3）燃料的利用率；

（4）燃料利用率低下的原因。

(二)热机的效率教师:利用炉子烧水，燃料放出的热量没有全部被利用。那么用来做功的热机，汽油燃烧放出的能量肯定也没有全部被利用，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。当然我们希望燃料完全燃烧放出的能量被用来做有用功的部分越多越好。物理学中引入热机的效率来表示。

教师引导学生得出热机效率的概念:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做热机的效率。师生：得出热机的效率的计算公式：η=W有/Q放师生阅读：

蒸汽机的效率很低，只有6%--15%。内燃机中，燃料是在气缸内部燃烧的，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较安全，所以内燃机的效率比蒸汽机的高。汽油机的效率为20%--30%，柴油机的效率为30%--45%.

师生共同得出结论：热机的效率低下，通过几幅图片师生共同分析寻找热机效率低下的原因。原因：①废气带走了一部分能量；

②机体自身吸收了一部分能量；③机体克服内部摩擦损失了一部分能量。例题4.一辆额定功率为30kw的小汽车在水平路面上匀速行驶10分钟，消耗汽油1