初中第2节 内能导学案

课题：热机

备课人：朱伟     审查人：朱伟     备课时间：      年    月   日

班级：                      姓名：                

学习目标：

    1、了解热机的种类及能量转化；

2、掌握四冲程内燃机（汽油机和柴油机）的工作原理及工作过程

课前预习：

    观察并思考如图所示实验，酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化：

1、看到什么现象？ 

2、木塞被顶开，是谁对它做了功？

3、水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有什么能？

4、在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？

5、在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？

6、热机是把          转化为        的机器，如：        、         、         等。

课堂跟踪：

    内燃机分为两种：               和            。

1、汽油机

阅读教材，依据图自学并填写、并进行交流与汇报：

（1）汽油机是利用             作燃料来工作的。

（2）构造：                                                       。

（3）工作过程：依据课本中的结构图进行交流，观察各阶段活塞运动情况、两个气门的关闭情况及火花塞的工作情况。

① 吸气冲程：吸气冲程中燃气为什么会进入汽缸？               ，燃气的主要成分为           ；进气门      ，排气门    ，活塞由   向   运动。

② 压缩冲程：压缩冲程中，进气门      ，排气门    ，活塞由   向   运动；活塞压缩燃料混合物是          能转化          能。

压缩冲程末产生什么结果？                                         

       汽油机是利用什么方式引燃燃料混合物的？                           

    ③ 做功冲程：做功冲程中，进气门      ，排气门    ，活塞在              的作用下由   向   运动，推动活塞做功；    能转化      能，使机器获得动力。

④ 排气冲程：排气冲程的作用是                             。

2、柴油机（对照汽油机进行学习）

依据柴油机模型，观察并找出不同之处：

（1）柴油机是利用               作燃料来工作的。

（2）在构造上柴油机与汽油机的不同之处是：                                       

（3）工作过程中的不同之处在于：                                                 

达标测试：

（    ）１、如图是内燃机的某一个冲程的工作情况，可以断定是

A、吸气冲程   B、压缩冲程    C、做功冲程   D、排气冲程

（    ）2、从本质上来看, 内燃机的工作能量来源于

A、机械能     B、热能        C、化学能     D、化学能和热能

（    ）3、在内燃机的四个冲程中，其中把机械能转化为内能的是

A、吸气冲程    B、压缩冲程     C、做功冲程     D、排气冲程

（    ）4、汽油机和柴油机在下列区别中，错误的是

A、柴油机的气缸顶部是喷油嘴         B、柴油机的飞轮大，比汽油机笨重

C、柴油机的热机效率比汽油机高       D、柴油机用点燃式完成做功

5、热机是把           能转化为            能的机器。

6、内燃机的一个工作循环由         、         、         、        四个冲程组成。

7、汽油机和柴油机在构造上相比，汽油机顶部有一个____________________，柴油机顶部有一个________________。一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，则此汽油机每秒钟内完成_________个冲程，做了__________次功。

8、汽油机和柴油机都有一个较为笨重的飞轮，请问它起什么作用?

课题：热机的效率

备课人：朱伟     审查人：朱伟     备课时间：      年    月   日

班级：                      姓名：                

学习目标：

    1、从能量转化的角度认识燃料的热值       2、了解能量的转化和转移，认识效率

3、熟练运用热值进行计算

课前预习

1、热机是把          转化为        的机器。

2、内燃机分为两种：               和            。

3、内燃机的一个工作循环由         、         、         、        四个冲程组成。

4、一个工作循环有        个冲程，飞轮转动        周，对外做功       次，活塞往复运动       次，其中机械能转化为内能的冲程是          ，内能转化为机械能的冲程是          ；做功冲程是靠                 完成的，其他冲程靠飞轮的       完成。

5、热值用字母        表示，指：                                               。其单位是              ，符号为：         。

课堂跟踪

1、燃料的热值

（1）燃料燃烧是一种       反应，在燃烧过程中          能转化为        能。

（2）              　         　      叫作这种燃料的热值。

（3）理解热值需要把握以下三点：

     ① 质量必须为                  

② 某种燃料说明不同燃料的热值             

     ③ 燃料在燃烧时必须                

（4）对于气体燃料，它的热值指                　　　　　　　　  ，单位是        。

（5）酒精的热值是：             ，其物理意义为                                 。

（6）无烟煤的热值是：             ，其物理意义为                               。

（7）焦炭的热值是：             ，其物理意义为                                 。

（8）如果用Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，用q表示燃料的热值，m表示物体的质量，则        热值的表达式可写为q＝              ，或Q＝               。对可燃气体，体积用V表示则Q ＝                     。

2、热机的效率

阅读课本内容，理解热机的效率并完成下列题目。

（1）在通常情况下，我们对燃料的利用率比较低，造成能量损失的主要原因有　   　　  　

（2）　　　　　　　　　　　　　　　　　　　叫热机的效率，表达式可写作η＝　　　　,在我们常用的热机中　　　　　机的效率最高。

（3）在各种能量的损失中，　　　　　　　　带走的热量最多，设法利用　　　　　　的能量是提高燃料利用率的重要措施　           　

达标测试：

（    ）1、关于燃料的热值，以下说法中正确的是

A、燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关

B、燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值

C、燃料燃烧时，质量越大，热值越大

D、燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小

（    ）2、在热机工作过程中的各类能量损失中

A、散热损失的热量最多　　　　　B、燃料不完全燃烧带走的热量最多

C、克服摩擦损失的能量最多　　  D、废气带走的能量最多

（    ）3、将一瓶酒精用去三分之二，则剩余部分酒精的密度、比热容和热值

A、都变为原来的三分之一       B、密度、比热容不变，热值变为原来的三分之一

C、都不变           　　　  　D、热值不变，密度、比热容变为原来的三分之一　

（    ）4、通常情况下，一个三口之家使用燃料的月消耗量最少的燃料的是

A、燃烧值为1.2×107 J/kg的木材       　B、燃烧值为3.4×107 J/kg的煤

C、燃烧值为7.1×107 J/kg的液化气     　D、一样多

（    ）5、一台柴油机的转速为2400r/min，则在1s内柴油机对外做功的次数是

　　　    A、2400次　　B、1200次　　C、40次　　　D、20次

6、据燃料的状态不同，可以将燃料分为：              燃料，如煤油，汽油等；              燃料，如木柴、煤炭等；            燃料，如氢气、天然气等。由于燃料的成分不同，所以相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量是       的。

7、燃料在燃烧时放出的热量与         、            、           都有关。

8、焦碳的热值是3.0×107J/kg，它表示完全燃烧4.0 kg的焦碳能够放出的热是             J。

9、1t水在烈日照射下，温度升高20℃它吸收了多少J的热量？这些热量相当于完全燃烧多少kg的天然气放出的热量？（天然气的热值是4.4×107J/kg）

课题：相关热学类计算

备课人：朱伟     审查人：朱伟     备课时间：      年    月   日

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比值类问题

1. 甲、乙二物体的质量之比为2：1，吸收的热量之比是4：3，它们升高的温度之比是1：3，则甲、乙两种物质的比热之比是              。

2. 铜的比热容是铝的比热容的3倍，现有质量相等的铜块和铝块，如果供给它们的热量一样，铜块温度升高的度数是铝块温度升高度数的几倍？

利用热平衡方程Q吸＝Q放，比热容，热值进行计算

共0条评论...1．某同学在实验室用酒精灯把0.1kg的水从20℃加热到100℃。

 求：（1）水吸收的热量。   （2）如果这些热量由酒精燃烧提供，至少要完全燃烧多少千克酒精?

 [水的比热容c=4.2×l03J/（kg・℃）；酒精的热值q=3.0×l07J/kg]

2．完全燃烧0.1Kg的酒精放出多少热量?若这些热量的一半恰好使8Kg的某种物质温度升高45℃，求这种物质的比热容（酒精的燃烧值为3×107J/kg．）

3．用燃气灶烧水．燃烧0.5kg的煤气．使50kg的水从20℃升高到70℃．

[水的比热容为4.2×103J/(kg・℃)．煤气的热值为4.2×107J/kg]

求：（1）0．5kg煤气完全燃烧放出的热量．（2）水吸收的热量．（3）燃气灶烧水的效率．

4．我市对烧水、煮饭的管道进行改造，天然气已在我市广泛使用，小明为测定他家天然气灶烧水的效率，在质量为200g的铝壶中放入5L20℃的冷水，记录下当时气量表的示数134.731m3，打火烧水，26min后水烧开了，小明这时观察气量表的示数是134.871m3，已知天然气的热值为4.0×107J/m3 ，单价为2.5元/m3，问：

⑴ 烧开这壶水，花费天然气多少元？     ⑵ 这壶水烧开，共吸收了多少热量？

⑶ 这个天然气灶烧水的效率是多少？

⑷ 现在农村不少家庭还在使用煤炉，家庭使用天然气和煤炉相比，有什么有点？   

5. 安全、清洁、方便的太阳能越来越受到人们的重视和广泛利用．如图所示，一太阳能热水器内装有质量为250kg，温度为20℃的水，在阳光照射一段时间后，水温升高到80℃．

（1）水吸收的太阳能是多少？

（2）这些能量相当于完全燃烧多少千克干木柴放出的热量？

[q干木柴=1.2×107J/kg c水=4.2×103J/（kg•℃）]．

图像类问题

6. 为研究不同物质的吸热能力，某同学用两个完全相同的酒精灯，分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，分别记录加热时间和升高的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图象，如图所示．

（1）根据图象，某同学认为：“加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，这说明甲吸收的热量多一些．”这位同学的判断是否正确？请说明理由．

（2）要使甲、乙升高相同的温度，应给 ____________加热更长的时间，这说明 _______________的吸热能力强些．

（3）如果已知甲的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则乙的比热容是___________________J/（kg•℃）．

课题：能量的转化和守恒

备课人：朱伟     审查人：朱伟     备课时间：      年    月   日

班级：                      姓名：                

学习目标：

    1、知道能量守恒定律      2、能举出日常生活中能量守恒的实例

3、有用能量守恒的观点分析物理现象的意识

课前预习：

1、物体内部      分子热运动的      与        的总和叫做物体的内能。

2、改变物体的内能有      和       两种方式，在改变内能方面，二者是     。

3.分子并不是静止不动的，而是               的。

    4、热机是把              转化为             的机器，

课堂跟踪：

1、自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。做想想做做，观察实验所发生的现象，发生了哪些能量转化？

实验1 现象                       能转化为                                    。

实验2 现象                       能转化为                                    。

实验3 现象                       能转化为                                    。

实验4 现象                       能转化为                                    。

通过想想做做,我们发现在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化：

摩擦生热：        能转化为         能；

水电站里水轮机带动发电机发电：      能转化为        能；

电动机带动水泵把水送到高处：        能转化为        能；

植物吸收太阳光进行光合作用：        能转化为        能；

燃料燃烧时发热：        能转化为        能；

日光灯发光：        能转化为        能。

2、想想议议：

为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？

你认为减少的机械能到哪里去了？

能量守恒定律内容：                                                          

思考：能制造一个永远运动下去机器（永动机）吗？为什么？

达标测试：

1、火力发电厂“吃”的是煤，“发”的是电，其能量转化形式为：       能转化为       能

2、在庆祝小强生日的晚会上，同学们为他点燃了生日蜡烛，并拍手唱歌祝贺，同学们拍手时伴随有             能产生，蜡烛燃烧时          能转化为         能和光能。

3、各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化，指出下列情况下能量的转化。

(1)水轮机带动发电机发电                      (2)电动机            

(3)植物吸收太阳光进行光合作用                (4)酒精燃烧            

(5)摩擦生热                                   (6)气体膨胀做功            

5、城市绿化中要修建许多人工湖以降低“热岛效应”造成的高温，这是利用的           大的特性。飞机的喷气发动机的热机效率可达60％，则燃料完全燃烧产生1000 焦的热量，飞机可获得           J的机械能。

    6、小丽家里的电热水壶中装有1.5×10-3m3的水，这些水的质量       kg，把这些水从20℃加热到100℃，水吸收的热量是         J。这些水在温度升高的过程中，水分子做无规则运动的速度           （填“增大”或“减小”）。

    7、老人搓搓手，感觉到暖和；小朋友从滑梯上滑下，感觉好烫。他们的感觉不同，但从科学角度看，他们都是通过           的方式改变物体内能。小朋友运动得浑身都是汗，休息一会儿后，身上的汗液就不见了，这是由于汗液         的缘故。

    8、放在热菜中的盐比凉菜中的盐化的更快，这说明          越高，分子的无规则运动越快。用力拉铁丝不容易拉断，这说明铁丝的分子之间存在        力。

9、能量的转化和转移是有方向性的。例如，冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃料获得      能，火炉把这些能量自动传给周围空气，，但这些能量          自动聚集起来再次利用（填“能”、“不能”）

10、放在热汤中的金属勺子很快变的烫手，金属勺子的内能      （选填“减少”、“不变”、 “增加”）这是通过      的方法改变了它的内能

11、汽车沿盘山公路可以驶入高耸入云的山峰，盘山公路修的弯弯曲曲主要目的是      。载重货车下山时，其重力势能（选填“增大”、“减小”、“不变”）；为了减少车速，司机师傅不时踩踏刹车踏板，有一部分机械能转化为       ；途中，汽车要经常停下来让工作人员用水龙头向车轮闸片部位喷水，这是为了