初中第2节 热机的效率一等奖教案设计

这是一份初中第2节 热机的效率一等奖教案设计，共9页。教案主要包含了ppt 3，ppt 4，ppt 5，ppt 6，ppt 7，ppt 8，ppt 9，ppt 10等内容，欢迎下载使用。

教学案例
课 题
第十四章 第2节 热机的效率
课 型
新授课
教学目标
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，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。
教学重点
建立热值的概念。
教学难点
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。
教学方式
讲授法、演示法、谈话法
教具学具
多媒体课件
教学过程
设计
教师活动预设
学生活动预设
设计目的
【ppt 3】回顾旧知、引入新课
学生针对ppt上的相关内容进行填空。
教师强调，燃料燃烧的过程中，燃料的化学能转化为燃气的内能。
学生听讲、回顾知识、回答填空。
复习相关知识，为本节课的新课学习打下基础。
【ppt 4】教师提问：生活中常见的燃料有哪些？
教师举例并展示图片：天然气、汽油（或柴油）、木炭、干木柴、蜂窝煤、酒精。
并总结：燃料的种类有很多，按照燃料的状态可以分为固体燃料、液体燃料、气体燃料。
教师按照这种分类方法提问、将例举的燃料进行分类。

【ppt 5】教师提出问题：相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同的？
学生可能对这个问题，能够猜到答案，但由于缺少生活经验，所以难易找出例子证明“不相同”这个结论。
老师可以直接举例，分析讲解：在生活中，我们会发现，同样是将一壶水烧开，需要干木柴的质量比需要煤的质量多得多。→由此回答开始的问题、得到结论：相同质量的煤和干木柴燃烧，煤放出的热量比干木柴多。→老师引导得出：与干木柴相比，煤燃烧放出热量的能力更强。
教师强调“燃料燃烧放出热量的能力”，这就是我们本节课要学习的第一个内容，也就是“热值”。物理学中，我们用“热值”来比较“不同燃料燃烧放出热量的能力”。
那么，热值是如何定义的呢？

【ppt 6】教师讲解：实验证明，燃烧1kg煤放出的热量，是燃烧1kg木柴放出热量的两倍多。→也就是说，可以把不同的燃料质量都取1kg，让它们完全燃烧，比较它们放出热量的多少。放出热量多的热值大、放出热量少的热值小。→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。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。

【ppt 7】
【板书】
一、燃料的热值
1.物理意义：表示不同燃料完全燃烧时放热的能力。
2.定义：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。
表达式。
Q放是燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；是燃料的质量，单位是kg；q是热值，单位是焦每千克，符号是J/kg。
3.燃料燃烧时的能量转化：化学能→内能。

【ppt 8】教师给出“一些燃料的热值”。并讲解：表格中，煤气、沼气这些气体燃料热值的单位是J/m3 。

【ppt 9】教师介绍：对于某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下1m3燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是J/m3。
与此对应的热值的表达式 q = 。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
比如：干木柴的热值是 1.2×107J/kg，它所表示的物理意义是：1kg的干木柴完全燃烧，放出热量是1.2×107J。
煤气的热值是 3.9×107J/m3，它所表示的物理意义是：标准状态下1m3的煤气完全燃烧，放出热量是3.9×107J。

【ppt 10】
【板书】
4.热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少无关。
5.燃料完全燃烧放出的热量：
由 q = → = q
由 q = → = q
表达式中q的单位是J/kg或J/m3，Q放的单位是J，m的单位是kg，V的单位是m3 。
【ppt 10】教师提出问题：热值定义中要求燃料“完全燃烧”，真的可以实现吗？
解释：“完全燃烧”只是一种理想状态，实际中并不存在。
此处，教师需要将热值与热量、热值与比热容的概念进行比较。

【ppt 11】以煤炉烧水为例。教师讲解：实际生活中的燃料都不能完全燃烧，那么，燃料在实际利用的过程中有哪些途径的能量损失？
教师分三个问题提问：
1.煤能完全燃烧吗？
2.煤燃烧释放的能量，被有效利用的是哪部分？（教师引导：烧水的目的是什么？把水烧开）
3.没有被有效利用的能量去了哪里？

【ppt 12】教师总结煤炉烧水过程中能量的走向。
如果蜂窝煤能够被完整的有效利用，那么，这个总能量应当等于完全燃烧蜂窝煤所释放的热量。但实际中并非如此。
1.蜂窝煤不能被完全燃烧，所以“煤不能完全燃烧损失能量”。
2.煤炉吸收了一部分能量。
3.水壶吸收了一部分能量。
4.高温烟气带走了一部分能量。
5.被水吸收了一部分能量（这部分能量才是被真正有效利用的）。
6.直接散失了一部分能量。
那么，有效利用的能量与燃料完全燃烧释放热量的比值就显得很有意义，这个比值被称为“热效率”。
教师给出热效率的表达式。
教师介绍：实际生活中，通常用的锅炉，燃料利用率比较低，因此在节约能源上改造的潜力很大。例如：取暖用的小型锅炉，如果把煤磨成煤粉或煤粒，从而加大与氧气的接触面积，再把空气吹进炉膛，就会比煤块燃烧的更充分，从而提高燃料的利用率。

【ppt 13】与此类似，内燃机中的燃料也是不能被完全有效的利用的。
教师给出内燃机的能流图，并讲解：燃料不能完全燃烧损失能量、废气排出带走能量（这部分的能量损失最多）、机械传动克服摩擦做功、机械传热损失能量、转化为对外做有用功的能量（这是有效利用的）。
得出热机效率的计算式。

【ppt 14】
【板书】
二、热机的效率
1.定义：热机运转中，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。
2.表达式。
3.由于热机不可避免会有能量损失，所以η总小于1。
【ppt 14】教师给出汽油机、柴油机、蒸汽机的热机效率。

【ppt 15】思考与讨论
提问：结合热机燃料的能量走向图，说一说我们可以采用哪些方法提高热机效率。
学生回答、教师总结：
①使燃料尽可能充分燃烧；
②尽量减少能量损失；
③在热机的设计和制造上，采用先进技术；
④保证良好的润滑，减小机械摩擦。

【ppt 16、17、18】题1、2、3

【ppt 19】进行小结。

【ppt 20】拓展延伸：热电站
在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高。

【ppt 21】布置作业。
学生在教师的引导下，例举生活中常见的燃料，并对燃料进行分类。








学生在老师的带领下思考、分析、理解、总结。





















学生在老师的带领下思考、分析、理解、总结。












记录板书内容。














听讲，了解气体燃料热值的单位。



听讲，了解气体燃料热值的单位。
回答一些热值的物理意义。





记录。










记录板书。











知道“完全燃烧”是不可能的。






听讲、回答并理解。











听讲，并记录关键内容。


























听讲、回答、理解。












记录板书。










回答问题，知道提高热机效率的途径。










阅读题目，给出答案。

听讲。

听老师讲解，了解热电站的基本工作流程。
了解生活中常见的燃料，并对燃料进行分类。








在老师的引导下，理解热值的物理意义。




















在老师的引导下，理解热值的定义方法。


























了解气体燃料热值的单位。



































知道“完全燃烧”是不可能的。






以煤炉烧水为例，知道能量损失的途径，了解热效率的计算式。



































讲解内燃机内燃料能量的走向，知道内燃机中能量损失的途径，理解热机效率的定义和计算式。


















知道提高热机效率的途径。










练习。



拓展延伸：了解热电站。



板书设计
第2节 热机的效率
一、燃料的热值
1.物理意义：表示不同燃料完全燃烧时放热的能力。
2.定义：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。
表达式 q =
Q放是燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；是燃料的质量，单位是kg；q是热值，单位是焦每千克，符号是J/kg。
3.燃料燃烧时的能量转化：化学能→内能。
4.热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少无关。
5.燃料完全燃烧放出的热量：
由 q = → = q
由 q = → = q
表达式中q的单位是J/kg或J/m3，Q放的单位是J，m的单位是kg，V的单位是m3 。
二、热机的效率
1.定义：热机运转中，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。
2.表达式。
3.由于热机不可避免会有能量损失，所以η总小于1。