北师大版九年级全册第十章 机械能、内能及其转化六 燃料的利用和环境保护教学设计

六、燃料的利用和环境保护

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。

3.了解提高锅炉效率和燃料利用率的措施，进行节约燃料的教育。

过程与方法

1.通过对燃料燃烧过程的分析，归纳出燃料燃烧过程中的能量转化。

2.通过对影响炉子效率的分析，了解提高炉子效率的具体措施。

情感、态度与价值观

1.通过对影响炉子效率的分析，了解提高炉子效率的具体措施，提高节能意识；初步认识科学技术的发展对自然环境造成的影响，增强环保意识。

2.通过燃料燃烧放出有害物质的学习，使同学们初步认识到事物都是一分为二的，培养初步的辩证观点，养成辩证看问题的良好习惯。

教学重点

热值的定义及其单位。燃料的有效利用。

教学难点

理解热值的物理意义。

教学过程

一、引入新课

人要生存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。本节我们的任务就是来认识一下人们是如何利用内能的。

说到内能的利用，首先要考虑内能的来源，而燃料的利用正是这一来源的主要途径。下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题。

二、进行新课

（一）燃料的特点

教师：我们都知道，煤炭、汽油、柴油是燃料，除此之外还有哪些是燃料？

学生：柴火是燃料。

学生：酒精、蜡烛也是燃料。

学生：煤气、天然气也是燃料。

教师：同学们说得很好，谁能归纳一下，它们都有哪些共同的特点？

学生：它们都能够燃烧。

学生：它们燃烧时都能放出热量（内能）。

教师：那么燃料燃烧时获得的内能是由什么能转化来的呢？

学生：在燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能放出热量。

教师：燃料燃烧实际发生的是一种化学变化，在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。

总结：燃料的特点：能够燃烧。燃烧是化学能转化为内能的过程。

（二）燃料的热值

教师：同学们归纳了燃料的共同特点是都能燃烧。那么不同燃料在燃烧时有什么不同呢？煮饭时用煤为什么比用柴草好呢？

学生：煤比柴草放出的热量多。

教师：煤一定比柴草放出的热量多吗？怎样比较才更合适？（类比：铁一定比棉花重吗？）

学生：应取相同质量的煤与柴草相比。

教师：它们质量相同，就一定是煤放出的热量多吗？

学生：不知道

教师：还应补充一条：要让它们都充分燃烧。在它们都烧完、烧尽的条件下，才有可比性。

为了比较不同燃料的这一差异，我们引入一个新的概念：燃料的热值

定义：1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值

单位：焦/千克。

物理意义：热值直接反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映单位质量的该种燃料完全燃烧时放出的热量多（化学能转化成的内能多）。

看课本中的表：一些燃料的热值（指导学生学会表述其物理意义）

教师：汽油的热值为4.6×107焦/千克。其物理意义是什么？一筒汽油与半筒汽油相比，哪个热值大？

学生：（略）

（三）燃料的有效利用

①影响燃料有效利用的因素

教师：1千克干木柴完全燃烧能放出多少热量？

学生：1.2×107焦。

教师：这些热量若全部被水吸收，可把35千克左右的水由20℃烧开。实际生活中1千克干木柴能把35公斤20℃的水烧开吗？

学生：不可能。

教师：那是为什么呢？

学生：因为燃料不可能做到完全燃烧。

学生；因为热量有散失，水吸不到那么多热量。

教师：燃料燃烧时需氧气助燃，供氧不足是燃料不能完全燃烧的主要原因。另外，烟气也会带走大量热量，炉壁还会传走一部分热量。这样就使得真正传给水的热量仅占燃料放出热量的一小部分。当然不能烧开那么多水。

②提高炉子效率的措施

为了反映炉子对燃料的利用率，我们经常用炉子的效率来描述。

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。

为了提高炉子的效率，人们做了种种努力，主要措施有：

增加供氧量。如用风箱、吹风机就起了这一作用。大型工业锅炉还采用把煤粒用鼓风机吹起来烧，使效率大大提高。

炉壁选用隔热材料。这主要是为减少炉壁向外传热。

增大受热面积。大型锅炉采用供水管道直接分布在炉膛内，使其充分受热，减小了烟气的热损失。

目前，我国炉具的平均效率还较低，若平均效率能提高1%。全国每年节省的燃料相当于一个大型煤矿的年产量。可见。改造炉具，提高炉子的效率具有巨大的节能潜力。

（四）内能对环境的影响

①废气污染（CO、SO2、酸雨），

②噪声污染。

（五）保护环境，减小污染措施

①改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。

②提高内能的综合利用率。

把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。

③充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。

我国政府历来重视环境问题，把发展经济与保护环境放到了同等重要的位置。只要我们大家都能像重视生命一样重视环境，责无旁贷地承担起保护环境的义务，难题也就变得不难了，就一定能使天更蓝、水更清。

三、小结（略）

四、布置作业