教学设计(热机的效率).doc

第二节 热机的效率 【教学目标】 知识与技能 1、知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能; 2、知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表. 过程与方法 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、能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。 3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 情感态度与价值观 结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义. 【教学重难点】 重点是燃料热值的概念和理解，热机的效率。 难点是对热机的效率的理解。 【教学方法】 启发式教学法，自学讨论法，设疑问教学法，类比教学法。 【教学准备】或【实验准备】 课前收集的燃料的图片、多媒体课件等 【教学过程】 知识点 教师活动 学生活动 一、燃料 燃料的分类 2、燃料燃烧放出的热量与什么因素有关？ 二、燃料的热值： 1．概念： 2． 热值的单位： 3.燃料燃烧的放热计算公式： 三、热机的效率 1.热效率 2、热机的效率 3、提高热机效率的途径 【创设情境，引入新课】 无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的，火的利用给人类社会带来了进步。时至今日，我们的日常生活都离不开燃料的帮助。例举一下生活中我们可以使用哪些燃料烧开一壶水？这些燃料可以如何分类？ 交流总结：燃料的种类很多,固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴油等,气体燃料有煤气、天然气等。 生活中的燃料很多，我们在日常生活中用来取暖和煮饭的燃料也在发生巨大的变化，木柴、煤炭、液化石油气、煤气、天然气等，为什么会出现这样的变化呢？ 思考： 1、5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热量是否相同？ 这说明什么？ 2、根据生活经验判断相同条件下，1kg木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？ 3、烧开同一壶水，用干木柴和天然气所需的燃料多少一样吗？ 4、5kg的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？ 小结：1、燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？（1）燃料的质量（2）燃料的种类 （3）燃料燃烧的状况（是否完全燃烧） 【体验探究，获取新知】 提出问题：相同条件下，1kg木柴和1kg煤，1kg煤能烧开更多的水，这说明不同的燃料燃烧放出的热量不相同，我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？ 设计意图：现象学生有生活经验，能产生共鸣。抛出矛盾，使学生有认知欲望。 类比复习：如何比较不同的物质吸热能力的不同呢？课本中引入比热容：即1kg的某种物质温度升高1℃，所吸收的热量就是这种物质的比热容。那么把所有的燃料都取1kg，让他们完全燃烧，比较它们放出的热量的多少。 定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 【交流解惑】 课本P23“小资料”部分，你有哪些发现？ 结合生活经验，谈谈你对热值的理解。 交流总结： （1）热值反映了燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关系。 （2）热值的单位：J／ｋｇ （3）不同燃料的热值一般不同；不同燃料的热值有时还可能相同。 （4）氢气的热值最大。 （5）气体的热值单位：J/m3 延伸拓展：推导燃料完全燃烧放热的计算公式： 1、酒精的热值是3.0×107J/kg，它的物理意义是什么？ 1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 2、2kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？ 2kg×3.0x107J/kg=6.0×107J 3、质量为3kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？ 3kg×3.0×107J/kg=9.0×107J 4、质量为mkg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？ Q = mq 其中m表示质量，单位是kg，q表示热值，单位是J/kg，Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。 同样的原理，体积为V的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦？ Q = Vq 设计意图：根据热值的物理意义，去推倒燃料燃烧放热的公式，符合学生的认知规律，学生在理解热值的基础上，很容易推导燃料燃烧的放热公式。 【练一练】 500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？ 解：查表可知，汽油的热值q=4.6×107J/kg m=500g=0.5kg Q=qm=4.6×107J/kg×0.5kg=2.3×107J 【想一想】 提出问题：用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？ 分析讨论：煤气燃烧放出的热量： 1、煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量 2、煤气灶本身也会吸收一部分能量 3、高温的烟气带走了一部分能量 4、还有一部分直接损失掉了 5、水吸收的热量只占煤气放出热量