第一篇:《熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》教學(xué)設(shè)計(jì)
《熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》教學(xué)設(shè)計(jì) 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能:
1、建立熱值概念。知道熱值是燃料的重要特性,了解熱值的表示法和常見(jiàn)燃料的熱值,能利用熱值表進(jìn)行有關(guān)燃料放熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。
2、了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向,知道可以怎樣提高熱機(jī)效率以及提高熱機(jī)效率的意義所在。
過(guò)程與方法:通過(guò)社會(huì)調(diào)查、分組交流合作,了解熱機(jī)效率及熱機(jī)帶來(lái)的負(fù)面影響。情感態(tài)度與價(jià)值觀:了解熱機(jī)的利用與人類社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,并能夠簡(jiǎn)述熱機(jī)使用產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境的不良影響,培養(yǎng)自覺(jué)的環(huán)保意識(shí),激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感?!窘虒W(xué)重點(diǎn)】
燃料的熱值、熱機(jī)效率以及學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)。【教學(xué)難點(diǎn)】
熱機(jī)效率的理解和環(huán)境保護(hù)。【教學(xué)準(zhǔn)備】
木柴、煙煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油氣(打火機(jī)中裝有)等燃料樣本,多媒體課件,布置學(xué)生課前進(jìn)行有關(guān)環(huán)境污染方面的社會(huì)調(diào)查。【教學(xué)方法】
啟發(fā)式教學(xué)法,自學(xué)討論法,設(shè)疑問(wèn)教學(xué)法,類比教學(xué)法?!窘虒W(xué)過(guò)程】
一、新課引入。
無(wú)論是燒菜做飯,還是奔馳的汽車與火車,乃至直入蒼穹的火箭等都離不開(kāi)燃料。即從原始人類學(xué)會(huì)用火的那天起,至今,人們使用的能量絕大部分還是通過(guò)燃料燃燒獲得的。那么燃料燃燒釋放的能量究竟有多少用來(lái)做了有用功?以及燃料的燃燒對(duì)環(huán)境會(huì)造成那些影響呢?今天我將和大家一道共同來(lái)學(xué)習(xí)“第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)”。(出示課題)
二、新課學(xué)習(xí):
1、[課件展示]:木柴取暖、煤氣燒飯、鍋爐中煤炭燃燒、內(nèi)燃機(jī)車、飛機(jī)、輪船等,引出常見(jiàn)的燃料。
2、[設(shè)置疑問(wèn)]:常見(jiàn)的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等,在燃燒時(shí)都會(huì)釋放能量,但它們釋放能量的能力是否相同呢?如果不同,那又如何來(lái)表示它們這種能力的大小呢?
3、[交流與討論]:如何比較不同燃料燃燒釋放能量的能力的不同?
注:如果學(xué)生不能回答,可由教師引導(dǎo):必須保證哪些量相同才能進(jìn)行比較?(燃料的質(zhì)量要相同,而且都要完全燃燒)。
4、(由此)引導(dǎo)學(xué)生給熱值下定義。
(一)、燃料的熱值 ①定義:把1千克某種燃料完全燃燒釋放出的能量(熱量)叫做這種燃料的熱值。用q表示。(出示板書(shū))。單位是J/kg,氣體燃料熱值單位是J/m3。②[思考]:給熱值下定義時(shí)你認(rèn)為應(yīng)該注意哪些?(一是質(zhì)量必須是單位質(zhì)量1千克,這就保證了質(zhì)量相同;二是必須完全燃燒)③[強(qiáng)調(diào)]:熱值是燃料的重要特性,只和燃料的種類有關(guān),與質(zhì)量和是否完全燃燒無(wú)關(guān)。④學(xué)生查熱值表,并表述木柴、液化氣熱值的物理意義。
5、引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)熱值的計(jì)算公式。由熱值的定義我們知道: kg的干木柴完全燃燒釋放出1.2×107J的熱量;
那么質(zhì)量為m kg的干木柴完全燃燒釋放出多少J的熱量,怎么計(jì)算? 學(xué)生回答:m﹒q。由此得出熱值的計(jì)算公式:Q=m﹒q。[思考]:氣體燃料通常不用質(zhì)量而用體積,因此計(jì)算氣體燃料放熱時(shí),公式應(yīng)該寫(xiě)成?
6、例題:計(jì)算4kg柴油完全燃燒釋放的熱量。解:查表可知q=3.3×107J/kg,所以Q=mq=4 kg×3.3×107J/kg=1.32×108 J。答:完全燃燒釋放的熱量為1.32×108 J。
7、[學(xué)生估算]:在圖12-26所示的情況下,所需的干木柴、煙煤和汽油。[交流與討論]:在圖12-26中,而實(shí)際需要的干木柴、煙煤和汽油的質(zhì)量大大超過(guò)計(jì)算得出的數(shù)值,這是為什么?
(二)、熱機(jī)效率。
1、[引語(yǔ)]:實(shí)際上熱機(jī)工作時(shí),并不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來(lái)對(duì)外做有用功,有很大一部分能量在工作的過(guò)程中損耗掉了。
2、[課件展示]:課本第38頁(yè)圖12-27“熱機(jī)燃料燃燒能量走向示意圖”。由圖可知,真正能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵尫拍芰康囊徊糠帧?/p>
3、引導(dǎo)學(xué)生由機(jī)械效率的定義得出熱機(jī)效率。定義:熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。用η表示(即η=Q有/Q總×100%)。[過(guò)渡語(yǔ)]:為了合理利用能源,人們一直都在努力提高熱機(jī)的效率。
4、學(xué)生自學(xué)P38第四自然段 [交流與討論]:如何合理利用能源,提高熱機(jī)的效率? 后學(xué)生歸納:主要途徑是減少熱機(jī)各種能量損失。具體措施:
(1)使燃料盡可能完全燃燒(煤粉、鼓風(fēng))(2)減小機(jī)械摩擦(選用優(yōu)良潤(rùn)滑油)
(3)盡量簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)部分(三角旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī))
5、[課件展示]:各種熱機(jī)的效率 [思考]:熱機(jī)的效率能否達(dá)到100%?為什么? 三)環(huán)境保護(hù) [引語(yǔ)]:熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn),但也帶來(lái)了一些負(fù)面影響,造成了環(huán)境污染,如噪聲污染、廢氣污染等。
1、[課件展示]:燃料燃燒造成的環(huán)境污染的有關(guān)圖片和生活場(chǎng)景。
2、[交流與討論]:通過(guò)上面的展示,并聯(lián)系我們的生活環(huán)境談一談:燃料燃燒對(duì)環(huán)境有哪些影響? 后學(xué)生歸納:
(1)燃料燃燒排放的煙塵,使空氣混濁,影響動(dòng)植物生長(zhǎng)。
(2)汽車等交通工具排放的尾氣:如過(guò)多CO2引起地球溫室效應(yīng),全球氣候變暖。CO能造成“煤氣中毒”,讓人缺氧致死。SO2會(huì)形成酸雨,危害植物、危害莊稼,破壞生態(tài)平衡,還會(huì)腐蝕建筑物??
3、[閱讀]:我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和信息窗內(nèi)容,進(jìn)行環(huán)??倓?dòng)員。
4、[交流與討論]:結(jié)合生活實(shí)際談?wù)劊簽榱吮Wo(hù)環(huán)境,應(yīng)該怎樣從我做起? 然后抽幾個(gè)學(xué)生代表上臺(tái)發(fā)表環(huán)保演講。
三、課堂小結(jié): 出示課件:
1、熱值:①概念:②單位;③公式:④計(jì)算:
2、熱機(jī)效率:①概念:②提高熱機(jī)效率的途徑:具體措施:
3、保護(hù)環(huán)境,從我做起。
四、課內(nèi)信息反饋:
1、液化氣的熱值是4.9×107J/ m3,其物理意義是
,完全燃燒5 m3 的液化氣可以產(chǎn)生 J的熱量。
2、火箭常用液態(tài)氫氣作燃料,其原因是。
3、下列關(guān)于熱值的說(shuō)法正確的是()A.燃料不燃燒,其熱值為零。B.燃料不完全燃燒其熱值要變小。
C.燃料的熱值與燃燒情況和質(zhì)量無(wú)關(guān),只與燃料種類有關(guān)。D.燃料燃燒時(shí)放出熱量多的其熱值就大。
4、一個(gè)含0.6 kg無(wú)煙煤的蜂窩煤,能燒開(kāi)5瓶水,而0.6 kg的液化氣可以供普通人家一天做飯、燒開(kāi)水、洗澡用水。這樣看來(lái)不同的燃料的 不同,若q無(wú)煙煤=3.4×107J/kg,5瓶水的質(zhì)量是9kg,從20℃到燒開(kāi),那么這個(gè)煤爐的效率是
。(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)
5、要提高熱機(jī)的效率,下列做法不可行的是()A.盡量減少?gòu)U氣帶走的熱量。
B.盡量保持機(jī)械部件之間有良好的潤(rùn)滑。C.盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機(jī)械能。D.盡量減少散熱損失。
6、煤和石油在燃燒時(shí)生成的氣體中含有大量的二氧化碳、氮氧化合物等,燃料的不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生粉塵和一氧化碳,這些
和
排放到空氣中,嚴(yán)重污染了大氣。
7、用煤炭燒開(kāi)水,水實(shí)際吸收的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于依照熱值計(jì)算的熱量,為什么?
五、實(shí)踐活動(dòng): 請(qǐng)教化學(xué)老師,了解汽車、拖拉機(jī)等熱機(jī)排放的廢氣中,主要有哪些成分?再請(qǐng)教生物老師,了解哪些對(duì)人有害?有什么樣的危害?哪些對(duì)熱體無(wú)害?再?gòu)木W(wǎng)上或有關(guān)資料中查詢,寫(xiě)一份關(guān)于熱機(jī)與環(huán)境的調(diào)查報(bào)告。【板書(shū)設(shè)計(jì)】
第四節(jié)
熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)(一)燃料的熱值
1、定義:把1千克某種燃料完全燃燒釋放出的能量(熱量)叫做這種燃料的熱值。用q表示。
2、單位:J/kg(固體、液體)J/ m3(氣體)
3、公式:Q=mq(或Q=Vq)
4、計(jì)算:
(二)熱機(jī)效率
1、定義:熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。用η表示。
2、公式:η=Q有/Q總×100%
3、提高熱機(jī)效率的主要途徑:減少熱機(jī)各種能量損失
(三)環(huán)境保護(hù):從我做起 【教學(xué)反思】教師課后完成。學(xué)號(hào):0807029003
08物理陳進(jìn)
第二篇:熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)教學(xué)案
熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.從生活中體會(huì)不同燃料燃燒釋放熱能的本領(lǐng)不同,建立燃料熱值概念。
2.會(huì)查燃料的熱值表。能根據(jù)燃料的熱值計(jì)算一定質(zhì)量的燃料完全燃燒所釋放的熱量。
3、能說(shuō)出熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放的能量的主要流向。對(duì)熱機(jī)效率有初步認(rèn)識(shí) ,能大致說(shuō)出提高熱機(jī)效率的途徑。4.能舉例說(shuō)明燃料燃燒產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境的影響,能從科學(xué)角度讀懂媒體對(duì)與熱機(jī)
有關(guān)的環(huán)境方面的報(bào)道,培養(yǎng)自覺(jué)的環(huán)保意識(shí)。5.能大致說(shuō)出燃料內(nèi)能的利用與人類社會(huì)的關(guān)系。
學(xué)習(xí)重難點(diǎn)
1、利用熱值公式Q =mq進(jìn)行有關(guān)燃料放熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。
2、熱機(jī)效率的理解和環(huán)境保護(hù)。
學(xué)習(xí)過(guò)程
一、出示學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.從生活中體會(huì)不同燃料燃燒釋放熱能的本領(lǐng)不同,建立燃料熱值概念。
2.會(huì)查燃料的熱值表。能根據(jù)燃料的熱值計(jì)算一定質(zhì)量的燃料完全燃燒所釋放的熱量。
3、能說(shuō)出熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放的能量的主要流向。對(duì)熱機(jī)效率有初步認(rèn)識(shí) ,能大致說(shuō)出提高熱機(jī)效率的途徑。4.能舉例說(shuō)明燃料燃燒產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境的影響,能從科學(xué)角度讀懂媒體對(duì)與熱機(jī)
有關(guān)的環(huán)境方面的報(bào)道,培養(yǎng)自覺(jué)的環(huán)保意識(shí)。5.能大致說(shuō)出燃料內(nèi)能的利用與人類社會(huì)的關(guān)系。
(3)燃料燃燒對(duì)環(huán)境有哪些影響?(小組長(zhǎng)檢查,組內(nèi)互相評(píng)價(jià))
二、學(xué)習(xí)新課:
(一)燃料的熱值
1、自主學(xué)習(xí):閱讀教材43和44頁(yè)。通過(guò)同學(xué)們的討論,填一填。
(1)燃料燃燒的過(guò)程是 能轉(zhuǎn)化為 能的過(guò)程,人們使用的能量絕大部分還是通過(guò) 獲得的。常見(jiàn)的燃料有、、、等,在燃燒時(shí)都會(huì) 能量。(2)熱值定義是怎么引人的?
熱值定義: 叫做這種燃料的熱值,用 表示,單位是,氣體燃料熱值單位是。
(3)仔細(xì)閱讀教材P44頁(yè)熱值表,并表述出木柴、液化氣熱值的物理意義。q木 =,物理意義 q液化氣=,物理意義
(4)1kg的干木柴完全燃燒釋放出 J的熱量;那么質(zhì)量為10 kg的干木柴完全燃燒釋放出 J的熱量。你計(jì)算的依據(jù)是Q=,這就是燃料燃燒放出的熱量的計(jì)算公式,其中Q表示,m表示物體的,q表示 想一想,如果是氣體燃料呢?其燃料燃燒放出的熱量的計(jì)算公式:。其中Q表示,V表示物體的,q表示。
提示:熱值是燃料的重要特性,只和燃料的 種類 有關(guān),與 質(zhì)量 和是否 完全燃燒無(wú)關(guān)。
2、展示反饋。
(1)、學(xué)生板演P44例題:計(jì)算4kg柴油完全燃燒釋放的熱量。
(2)有—箱質(zhì)量為10 kg木炭,其熱值為3.4×10J/kg.其物理意義是
,若用掉一半,剩下的木炭的熱值為
(3)、試計(jì)算8m氫氣完全燃燒釋放的熱量。(小組內(nèi)評(píng)一評(píng),誰(shuí)做的最棒。)
(二)熱機(jī)效率及環(huán)境保護(hù)(閱讀教材p44到p45熱機(jī)效率知識(shí),完成下面知識(shí)內(nèi)容)
1、自主學(xué)習(xí):
(1)、認(rèn)真閱讀課本第45頁(yè)圖12-27,掌握熱機(jī)燃料燃燒能量的走向。(2)、機(jī)械效率的定義是什么,我們?nèi)绾味x熱機(jī)效率?
如果用η表示熱機(jī)效率,那么根據(jù)概念其公式可以表示η =(3)、仔細(xì)閱讀P45圖12-27以及下面的內(nèi)容??焖俚奶钜惶?。
①、我們發(fā)現(xiàn)各種熱機(jī)效率是不同的,蒸汽機(jī)效率只有,汽油機(jī)效率約是 ,柴油機(jī)效率約是,飛機(jī)上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)效率能達(dá)到 .
7②、為合理利用能源,人們一直在 努力提高熱機(jī)效率,其主要途徑是 ,首先要 .其次要。③、熱機(jī)的效率能否達(dá)到100%?為什么?(說(shuō)一說(shuō))
(4)、觀看圖片P46頁(yè)圖12-28:燃料燃燒造成的環(huán)境污染的有關(guān)圖片和生活場(chǎng)景。交流討論:
①通過(guò)上面的展示,并聯(lián)系我們的生活環(huán)境談一談:燃料燃燒對(duì)環(huán)境有哪些影響?(小組內(nèi)互相說(shuō)一說(shuō),來(lái)試試)
②結(jié)合生活實(shí)際談?wù)劊簽榱吮Wo(hù)環(huán)境,應(yīng)該怎樣從我做起?(小組討論,自主發(fā)言,大膽發(fā)言)小組內(nèi)評(píng)一評(píng),誰(shuí)說(shuō)的最棒。
2、展示反饋: 就以上問(wèn)題進(jìn)行反饋。
(三)檢測(cè)練習(xí):
1、液化氣的熱值是4.9×10J/ m,其物理意義是
,完全燃燒5 m的液化氣可以產(chǎn)生
J的熱量。
2、熱機(jī)是將 能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器,一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)運(yùn)行時(shí)各種能量耗損大致為:氣缸散熱占20%,廢氣帶走能量占35%,摩擦耗損等占15%,則它的熱機(jī)效率為,熱機(jī)工作時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染有(填一種污染)
3、下列關(guān)于熱值的說(shuō)法正確的是()
A.燃料不燃燒,其熱值為零。
B.燃料不完全燃燒其熱值要變小。
C.燃料的熱值與燃燒情況和質(zhì)量無(wú)關(guān),只與燃料種類有關(guān)。
D.燃料燃燒時(shí)放出熱量多的其熱值就大。
4、要提高熱機(jī)的效率,下列做法不可行的是()
A.盡量減少?gòu)U氣帶走的熱量。
B.盡量保持機(jī)械部件之間有良好的潤(rùn)滑。
C.盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機(jī)械能。
D.盡量減少散熱損失。
5、火箭常用液態(tài)氫氣作燃料,其原因是。
6、我國(guó)實(shí)施的“西氣東輸”工程中,西部地區(qū)的天然氣被輸送到缺乏能源的東部地區(qū)。天
733然氣與煤相比,從熱學(xué)角度分析它的優(yōu)點(diǎn)是,從環(huán)保角度分析,它的優(yōu)點(diǎn)是
7、下列供熱方式最有利于環(huán)境保護(hù)的是()A.用煤做燃料供熱 B.用石油做燃料供熱 C.用天然氣或煤氣做燃料供熱 D.用太陽(yáng)能供熱
8、某中學(xué)為學(xué)生供應(yīng)開(kāi)水用鍋爐將200Kg水從25 ℃加熱到100 ℃,燃燒了6 Kg的無(wú)煙煤。試求:
(1)鍋爐內(nèi)的200Kg水吸收的熱量是多少焦耳?(2)6 Kg的無(wú)煙煤完全燃燒放出的熱量是多少焦耳?(3)此鍋爐的效率是多少?
三、作業(yè)布置
課后作業(yè)1、2、3
第三篇:初中九年級(jí)物理教案:熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
教學(xué)目標(biāo)
(一)知識(shí)與技能
1、建立熱值概念。知道熱值是燃料的重要特性,了解熱值的表示法和常見(jiàn)燃料的熱值,能利用熱值表進(jìn)行有關(guān)燃料放熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。
2、了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向,知道可以怎樣提高熱機(jī)效率以及提高熱機(jī)效率的意義所在。
(二)過(guò)程與方法
通過(guò)社會(huì)調(diào)查、分組交流合作,了解熱機(jī)效率及熱機(jī)帶來(lái)的負(fù)面影響。
(三)情感態(tài)度與價(jià)值觀:
了解熱機(jī)的利用與人類社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,并能夠簡(jiǎn)述熱機(jī)使用產(chǎn)生的排放物
對(duì)環(huán)境的不良影響,培養(yǎng)自覺(jué)的環(huán)保意識(shí),激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。
教學(xué)重點(diǎn)
燃料的熱值、熱機(jī)效率以及學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)。
教學(xué)難點(diǎn)
熱機(jī)效率的理解和環(huán)境保護(hù)。
課前準(zhǔn)備
木柴、煙煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油氣(打火機(jī)中裝有)等燃料樣本,多媒體課件,布置學(xué)生課前進(jìn)行有關(guān)環(huán)境污染方面的社會(huì)調(diào)查。
教學(xué)過(guò)程
一、引入新課
無(wú)論是燒菜做飯,還是奔馳的汽車與火車,乃至直入蒼穹的火箭等都離不開(kāi)燃料。即從原始人類學(xué)會(huì)用火的那天起,至今,人們使用的能量絕大部分還是通過(guò)燃料燃燒獲得的。那么燃料燃燒釋放的能量究竟有多少用來(lái)做了有用功?以及燃料的燃燒對(duì)環(huán)境會(huì)造成那些影響呢?今天我們一起來(lái)學(xué)習(xí)“第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)”。
二、新課教學(xué)
1、課件展示:木柴取暖、煤氣燒飯、鍋爐中煤炭燃燒、內(nèi)燃機(jī)車、飛機(jī)、輪船等,引出常見(jiàn)的燃料。
2、設(shè)疑:常見(jiàn)的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等,在燃燒時(shí)都會(huì)釋放能量,但它們釋放能量的能力是否相同呢?如果不同,那又如何來(lái)表示它們這種能力的大小呢?
3、交流與討論:如何比較不同燃料燃燒釋放能量的能力的不同?
注:如果學(xué)生不能回答,可由教師引導(dǎo):必須保證哪些量相同才能進(jìn)行比較?(燃料的質(zhì)量要相同,而且都要完全燃燒)。
(一)燃料的熱值
燃料的熱值:把1千克某種燃料完全燃燒釋放出的能量(熱量)叫做這種燃料的熱值。用q表示。單位是J/kg,氣體燃料熱值單位是J/m3。
注意,質(zhì)量必須是單位質(zhì)量1千克,必須完全燃燒。
強(qiáng)調(diào):熱值是燃料的重要特性,只和燃料的種類有關(guān),與質(zhì)量和是否完全燃燒無(wú)關(guān)。
學(xué)生查熱值表,并表述木柴、液化氣熱值的物理意義。
由熱值的定義我們知道:
1kg的干木柴完全燃燒釋放出1.2×107J的熱量;
那么質(zhì)量為m kg的干木柴完全燃燒釋放出多少J的熱量,怎么計(jì)算?
m﹒q
由此得出熱值的計(jì)算公式:Q=mq。
思考:氣體燃料通常不用質(zhì)量而用體積,因此計(jì)算氣體燃料放熱時(shí),公式應(yīng)該寫(xiě)成 Q=qV
例:計(jì)算4kg柴油完全燃燒釋放的熱量。
解:查表可知q=3.3×107J/kg,所以Q=mq=4 kg×3.3×107J/kg=1.32×108 J。
答:完全燃燒釋放的熱量為1.32×108 J。
估算練習(xí):在圖12-26所示的情況下,所需的干木柴、煙煤和汽油。
交流與討論:在圖12-26中,實(shí)際需要的干木柴、煙煤和汽油的質(zhì)量大大超過(guò)計(jì)算得出的數(shù)值,這是為什么?
(二)熱機(jī)效率
實(shí)際上熱機(jī)工作時(shí),并不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來(lái)對(duì)外做有用功,有很大一部分能量在工作的過(guò)程中損耗掉了。
課件展示:教材圖12-27“熱機(jī)燃料燃燒能量走向示意圖”。
由圖可知,真正能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵尫拍芰康囊徊糠帧?/p>
熱機(jī)效率:熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。用η表示(即η=Q有/Q總×100%)。
過(guò)渡語(yǔ):為了合理利用能源,人們一直都在努力提高熱機(jī)的效率。
自學(xué)P38第四自然段
交流與討論:如何合理利用能源,提高熱機(jī)的效率?
歸納:主要途徑是減少熱機(jī)各種能量損失。
具體措施:(1)使燃料盡可能完全燃燒(煤粉、鼓風(fēng))
(2)減小機(jī)械摩擦(選用優(yōu)良潤(rùn)滑油)
(3)盡量簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)部分(三角旋轉(zhuǎn)式發(fā)動(dòng)機(jī))
5、課件展示:各種熱機(jī)的效率
思考:熱機(jī)的效率能否達(dá)到100%?為什么?
(三)環(huán)境保護(hù)
熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn),但也帶來(lái)了一些負(fù)面影響,造成了環(huán)境污染,如噪聲污染、廢氣污染等。
課件展示:燃料燃燒造成的環(huán)境污染的有關(guān)圖片和生活場(chǎng)景。
交流與討論:通過(guò)上面的展示,并聯(lián)系我們的生活環(huán)境談一談:燃料燃燒對(duì)環(huán)境有哪些影響?
歸納:(1)燃料燃燒排放的煙塵,使空氣混濁,影響動(dòng)植物生長(zhǎng)。
(2)汽車等交通工具排放的尾氣:如過(guò)多二氧化碳,引起地球溫室效應(yīng),全球氣候變暖。CO能造成“煤氣中毒”,讓人缺氧致死。二氧化硫會(huì)形成酸雨,危害植物、危害莊稼,破壞生態(tài)平衡,還會(huì)腐蝕建筑物……
閱讀:我國(guó)大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和信息窗內(nèi)容,進(jìn)行環(huán)??倓?dòng)員。
三、課堂小結(jié):
1、熱值:①概念:②單位;③公式:④計(jì)算:
2、熱機(jī)效率:①概念:②提高熱機(jī)效率的途徑:具體措施:
3、保護(hù)環(huán)境,從我做起。
四、課堂練習(xí)
1、液化氣的熱值是4.9×107J/ m3,其物理意義是,完全燃燒5 m3 的液化氣可以產(chǎn)生 J的熱量。
2、火箭常用液態(tài)氫氣作燃料,其原因是。
3、下列關(guān)于熱值的說(shuō)法正確的是()
A、燃料不燃燒,其熱值為零。
B、燃料不完全燃燒其熱值要變小。
C、.燃料的熱值與燃燒情況和質(zhì)量無(wú)關(guān),只與燃料種類有關(guān)。
D、燃料燃燒時(shí)放出熱量多的其熱值就大。
4、一個(gè)含0.6 kg無(wú)煙煤的蜂窩煤,能燒開(kāi)5瓶水,而0.6 kg的液化氣可以供普通人家一天做飯、燒開(kāi)水、洗澡用水。這樣看來(lái)不同的燃料的 不同,若q無(wú)煙煤=3.4×107J/kg,5瓶水的質(zhì)量是9kg,從20℃到燒開(kāi),那么這個(gè)煤爐的效率是。(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)
5、要提高熱機(jī)的效率,下列做法不可行的是()
A、盡量減少?gòu)U氣帶走的熱量。
B、盡量保持機(jī)械部件之間有良好的潤(rùn)滑。
C、盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機(jī)械能。
D、盡量減少散熱損失。
6、煤和石油在燃燒時(shí)生成的氣體中含有大量的二氧化碳、氮氧化合物等,燃料的不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生粉塵和一氧化碳,這些 和 排放到空氣中,嚴(yán)重污染了大氣。
7、用煤炭燒開(kāi)水,水實(shí)際吸收的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于依照熱值計(jì)算的熱量,為什么?
作業(yè)設(shè)計(jì)
①一臺(tái)大型推土機(jī)的推力約為3×104N,勻速推著土總行程達(dá)10km,消耗柴油約30.3kg,求推土機(jī)上裝的柴油機(jī)的熱機(jī)效率。
②點(diǎn)燃一只無(wú)煙煤(0.6kg),能燒開(kāi)5瓶水,而點(diǎn)燃0.6kg的液化氣可以供普通人家燒一天的飯菜,開(kāi)水還可以燒淋浴用的洗澡水。這樣看來(lái):不同的燃料()不相同。若q無(wú)煙煤=3.4×107J/kg,5瓶水的質(zhì)量約為9.5kg,從20℃燒開(kāi),那么這個(gè)煤爐的熱效率是()
板書(shū)設(shè)計(jì)
第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
一、燃料的熱值。
熱值:1千克的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。
(1)符號(hào):q
(2)單位:焦/千克。(J/kg)?;驓怏w燃料的熱值:J/m
3(3)熱值的物理意義:
(1)公式: Q=mq或q=Q/m
二、熱機(jī)效率。
三、環(huán)境保護(hù)。
第四篇:熱機(jī)效率教案
熱機(jī)效率
整體教學(xué)設(shè)計(jì):
對(duì)于內(nèi)能的利用問(wèn)題,無(wú)論在生活中還是生產(chǎn)中都是一種非常常見(jiàn)的現(xiàn)象。而燃料的燃燒問(wèn)題則又是關(guān)于內(nèi)能利用必然涉及的一個(gè)重點(diǎn)。燃料的熱值是燃料燃燒放出熱量多少的一個(gè)關(guān)鍵影響因素。在關(guān)于熱量的計(jì)算過(guò)程中,經(jīng)常涉及熱值的概念。對(duì)于不同燃料在燃燒過(guò)程中放出熱量的多少,許多學(xué)生并沒(méi)有明確的概念,在現(xiàn)實(shí)生活中,盡管燃燒現(xiàn)象司空見(jiàn)慣,但從放出熱量的角度對(duì)不同燃料進(jìn)行對(duì)比學(xué)生也沒(méi)有多少自主意識(shí),因而可以采用對(duì)比的方式引入教學(xué),設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在觀察對(duì)比中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。
教學(xué)分析:(1)教材分析
本節(jié)闡述了有關(guān)熱機(jī)效率等物理概念,還涉及了科技發(fā)展史(熱機(jī)的發(fā)展),生物,化學(xué)知識(shí)(酸雨的形成和生物的影響),環(huán)境保護(hù)(大氣污染)等方面的內(nèi)容。通過(guò)具體分析,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在利用燃料內(nèi)能方面,也不可避免地會(huì)有一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移到其他方面,因此要建立熱機(jī)效率的概念,并與機(jī)械效率作聯(lián)系和類比。使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展對(duì)人類進(jìn)步起到的作用,同時(shí)要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到它給環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題。
(2)教法建議
結(jié)合能量流向圖來(lái)進(jìn)行教學(xué)可以較形象直觀地向?qū)W生展示熱機(jī)工作中能量走向,從而更好理解熱機(jī)效率較低的原因,也可以較好理解如何改進(jìn)熱機(jī)提高熱機(jī)效率。
(3)學(xué)情分析
學(xué)生對(duì)熱機(jī)的工作情況比陌生,可以等網(wǎng)絡(luò)等途徑多了解熱機(jī)的有關(guān)情況。(4)學(xué)法建議
在學(xué)習(xí)的過(guò)程中要多聯(lián)系生活實(shí)際,從生活中去發(fā)現(xiàn)物理,同時(shí)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)觀察,嘗試進(jìn)行分析歸納,找出生活實(shí)例及物理實(shí)驗(yàn)中所體現(xiàn)的共同點(diǎn),學(xué)會(huì)根據(jù)事物的本質(zhì)進(jìn)行分類。
教學(xué)目標(biāo): 知識(shí)與技能:
1.知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向;
2.知道可以怎樣提高熱機(jī)效率以及提高熱機(jī)效率的意義所在;
3.了解熱機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生的廢氣、噪聲污染,了解降低污染的可能方法。過(guò)程與方法:
1.經(jīng)歷熱工作過(guò)程中能量流向的分析過(guò)程,體會(huì)由現(xiàn)象到本質(zhì)的分析過(guò)程。2.經(jīng)歷收集生活中內(nèi)能利用的有關(guān)信息過(guò)程,體會(huì)對(duì)信息進(jìn)行分析分類的方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀:
1.了解熱機(jī)的利用與人類社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,并能夠簡(jiǎn)述熱機(jī)使用產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境的不良影響。
2.培養(yǎng)自覺(jué)的環(huán)保意識(shí),激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn):
1.了解熱機(jī)效率及提高熱機(jī)效率的途徑,知道在利用熱機(jī)形成的環(huán)保問(wèn)題。2.熱機(jī)效率的理解,并能用熱機(jī)效率進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。課時(shí)設(shè)計(jì): 1課時(shí) 教學(xué)過(guò)程:
一、新課導(dǎo)入
思考與討論:有人說(shuō),當(dāng)有汽車從身邊經(jīng)過(guò)時(shí),他便能聞出這臺(tái)車是汽油車還是柴油車?你認(rèn)為這可能嗎?如果可能,你認(rèn)為這說(shuō)明了什么?
二、新課講解
學(xué)生:說(shuō)明有沒(méi)有燃燒的汽油或柴油被排出,從廢氣中可以聞到它們的味道,所以可以“聞”出是使用什么燃料的汽車。
教師:由此可見(jiàn),熱機(jī)所消耗的燃料是否全部被利用到? 學(xué)生:沒(méi)有。
教師:對(duì),熱機(jī)在工作時(shí),就和我們使用機(jī)械做功一樣,存在一個(gè)效率問(wèn)題。我們稱之為熱機(jī)效率。
教師:請(qǐng)同學(xué)們回憶機(jī)械效率的計(jì)算公式。學(xué)生板書(shū)(η=W有用/W總)
教師:熱機(jī)工作時(shí),轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的哪部分能量就相當(dāng)于上式中的W有用,假定燃料全部完全燃料所獲得的內(nèi)能則相當(dāng)于上式中的W總。
教師:接下來(lái)請(qǐng)同學(xué)們討論分析,在熱機(jī)工作的過(guò)程中,哪些環(huán)節(jié)可能存在著能量的損失? 學(xué)生:燃料沒(méi)有完全燃燒。學(xué)生:廢氣會(huì)還走一部分能量。教師:何以見(jiàn)得。
學(xué)生:因?yàn)槠嚺懦龅奈矚膺€很熱,說(shuō)明它還有較大的內(nèi)能。學(xué)生:克服摩擦還要消耗能量。
教師:同學(xué)們回答得都非常好,老師這里有一張熱機(jī)工作時(shí)的能量流向圖。請(qǐng)同學(xué)看看有沒(méi)有剛才我們沒(méi)有關(guān)注到。
教師:同學(xué)們還有什么發(fā)現(xiàn)? 學(xué)生:冷卻水也會(huì)帶走大量的能量。學(xué)生:熱機(jī)的效率比較低。
教師:對(duì),你觀察很仔細(xì)。熱機(jī)的效率相對(duì)都是比較低的。因而熱機(jī)效率的高低是熱機(jī)性能一個(gè)重要指標(biāo)。
教師:(介紹不同熱機(jī)的效率一般是多少)(多媒體展示)
教師:由于熱機(jī)的效率普遍都不高,可是熱機(jī)又是現(xiàn)代生活一個(gè)重要的動(dòng)力設(shè)備,那么如何提高熱機(jī)的效率就成了一個(gè)關(guān)鍵的問(wèn)題。請(qǐng)同學(xué)相互交流一下,可以怎樣來(lái)提高熱機(jī)的效率? 學(xué)生:讓燃料盡可能充分燃燒。學(xué)生:減小各部分之間的摩擦。
教師:讓其盡可能完全燃燒,可通過(guò)改善燃燒環(huán)境,調(diào)節(jié)油、氣比例等來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了減小摩擦需要經(jīng)常保養(yǎng)機(jī)器,適當(dāng)調(diào)節(jié)各零部件間間隙,并注意保持潤(rùn)滑等。另外還應(yīng)下決心關(guān)停一些冒黑煙、耗能大的熱機(jī),以提高熱機(jī)的整體水平。
教師:提高熱機(jī)的效率,并非易事,需要解決的問(wèn)題還很多,甚至每前進(jìn)一步都要付出艱苦的努力,不過(guò)我們相信,隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展,以及新能源的不斷開(kāi)發(fā),熱機(jī)的性能一定會(huì)得到較大提高。我們也期待著現(xiàn)在的青年中能涌現(xiàn)出更多瓦特式的人才,為人類研制出更新更好的熱機(jī)。
教師:下面我們?cè)賮?lái)觀看一組照片,看同學(xué)們有什么啟示?(觀看現(xiàn)代環(huán)境污染照片)教師:從剛才的圖片中我們有什么啟示? 學(xué)生:我們可以看出我們生活的環(huán)境污染嚴(yán)重。教師:對(duì),對(duì)環(huán)境污染熱機(jī)也是“功不可沒(méi)”的。
教師:請(qǐng)同學(xué)們思考:熱機(jī)工作過(guò)程中對(duì)環(huán)境會(huì)造成哪些污染?
學(xué)生:大氣污染,因?yàn)闊釞C(jī)工作中燃料燃燒會(huì)產(chǎn)生廢氣,其中還可能有有毒氣體,它們都被排放到大氣中,造成大氣污染?
學(xué)生:還有噪聲污染,熱機(jī)工作時(shí)往往會(huì)發(fā)出很大的聲音,也會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。教師:同學(xué)們分析得很好!熱機(jī)在工作時(shí)會(huì)造成大氣污染和噪聲污染。同時(shí)由于熱機(jī)排放的廢氣含有大量二氧化碳,還會(huì)引起溫室效應(yīng),導(dǎo)致全球氣溫上升。
教師:另外,由于廢氣和冷卻水會(huì)帶走60%左右的熱量,還會(huì)造成“熱污染”,城市“熱島效應(yīng)”成因,熱機(jī)就是主要元兇之一。
教師:熱機(jī)在為生產(chǎn)生活帶來(lái)方便的同時(shí),也給環(huán)境帶來(lái)了很大的危害,可是在現(xiàn)階段,熱機(jī)仍然是很多機(jī)械設(shè)備的動(dòng)力來(lái)源。所以我們不可能完全放棄熱機(jī)。那么,對(duì)于這個(gè)我們“又愛(ài)又恨”的熱機(jī),我們應(yīng)該怎么辦呢?
學(xué)生:要想辦法提高效率,盡量減小對(duì)環(huán)境的污染。
教師:請(qǐng)同學(xué)們思考并討論:可以從哪些環(huán)節(jié)入手來(lái)提高熱機(jī)的效率,減少污染,具體做法是什么?
(學(xué)生討論)
學(xué)生:可以想辦法讓燃料更充分的燃燒。學(xué)生:要想辦法減小機(jī)械各部件之間的摩擦。學(xué)生:在城市里禁止鳴笛。
學(xué)生:研究開(kāi)發(fā)綠色能源,改進(jìn)熱機(jī)構(gòu)造。學(xué)生:??
教師:同學(xué)們都說(shuō)得很好!讓我們共同來(lái)拯救地球吧!
三、課堂小結(jié)
請(qǐng)同學(xué)們交流回憶以下問(wèn)題:
1.熱機(jī)工作時(shí)哪些環(huán)節(jié)可能存在能量損失? 2.如何提高熱機(jī)效率。
3.熱機(jī)帶來(lái)的環(huán)境污染主要有:大氣污染、噪聲污染、熱污染等。
4.減小熱機(jī)帶來(lái)的污染應(yīng)從以下幾個(gè)方面入手:提高燃料的燃燒效率使之盡可能完全燃燒、改進(jìn)熱機(jī)結(jié)構(gòu)、使用清潔能源等。
四、作業(yè)布置
1.雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料,以下說(shuō)法正確的是()A.燃料的熱值越大,燃燒時(shí)放出的熱量越多
B.以天然氣為燃料,汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率可以達(dá)到100% C.在壓縮沖程中,燃料混合物的溫度升高,內(nèi)能增大 D.汽油與天然氣相比,燃燒時(shí)汽油對(duì)環(huán)境的污染較小 2.關(guān)于燃料的熱值,以下說(shuō)法中正確的是()A.燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)系,與燃料的質(zhì)量和燃燒狀況無(wú)關(guān) B.燃燒1kg某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值 C.燃料燃燒時(shí),質(zhì)量越大,熱值越大
D.燃料不完全燃燒時(shí)的熱值比完全燃燒時(shí)的熱值小
3.如圖是某四沖程汽油機(jī)做功沖程的示意圖,活塞的橫截面積是35cm2。做功沖程中,燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓強(qiáng)是1.0×106Pa,活塞移動(dòng)的距離是60mm,所用時(shí)間是0.015s。試求:
(1)做功沖程中,燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力是多少?(2)做功沖程中,平均壓力做功的功率是多少?
(3)設(shè)做功沖程汽油完全燃燒,放出的熱量是840J,則該汽油機(jī)的效率是多少? 參考答案: 1.C 2.A
3.解:(1)p=F/S
F=pS=1.0×106Pa×35×10-4m2=3.5×103N(2)W=Fs=3.5×103N×0.06m=210J P=W/t=210J/0.015s=1.4×104W(3)η=W/Q放=210J/840J=25% 答:(1)做功沖程中,燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力是3.5×103N。(2)做功沖程中,平均壓力做功的功率是1.4×104W。(3)該汽油機(jī)的效率是25%。
五、板書(shū)設(shè)計(jì)
1.熱機(jī)工作過(guò)程中能量的流向 2.熱機(jī)效率的定義 3.熱機(jī)對(duì)環(huán)境的影響
4.提高熱機(jī)效率的途徑:讓燃料充分燃燒、減少各種熱散失、減少機(jī)體內(nèi)部各部分之間的摩擦。
六、教學(xué)反思
學(xué)習(xí)本節(jié)的內(nèi)容可以從學(xué)生經(jīng)歷的實(shí)際生活入手,如當(dāng)汽車從身邊經(jīng)過(guò)時(shí)能聞到汽油味等。這個(gè)很多學(xué)生都有真切的體會(huì),這樣引入學(xué)生比較容易理解,同時(shí)適當(dāng)?shù)脑O(shè)問(wèn)和引導(dǎo),可以更積極的調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維,主動(dòng)參與到教學(xué)中去。
第五篇:熱機(jī)效率教案
第三節(jié) 熱機(jī)效率
教學(xué)目標(biāo)
1知道內(nèi)能的利用與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。
2常識(shí)性了解熱機(jī)的效率及提高熱機(jī)效率的途徑。3培養(yǎng)學(xué)生重視提高保護(hù)環(huán)境的意識(shí)。重點(diǎn) :熱機(jī)的效率 難點(diǎn): 提高熱機(jī)效率的途徑 教具:演示
教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)
一. 復(fù)習(xí)提問(wèn):什么是機(jī)械效率?
二. 新課引入:熱機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器,它跟所有機(jī)械一樣,也有效率的問(wèn)題,這一節(jié)我們就來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題
三、自學(xué)深思
1、什么是熱值?查出煤,干木柴的熱值并說(shuō)明其物理意義?!?/p>
2、熱機(jī)的效率是什么?如何來(lái)提高? 三. 新課內(nèi)容。
1.熱機(jī)是利用燃料來(lái)做功的裝置?;瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能(做功)。2.熱機(jī)的效率:用來(lái)做有用功那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。
熱機(jī)效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。
熱機(jī)的各種損失中,廢氣占最多,應(yīng)減小廢氣的能量損失。由于損失的原因比較多,所以熱機(jī)的效率一般都較低。(參閱課本中的幾種熱機(jī)的效率,內(nèi)燃機(jī)的能流圖以及火電站的能流圖。)3.如何提高熱機(jī)效率的效率?
讓燃料盡可能充分燃燒,減小內(nèi)能損失,運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑良好。4.內(nèi)能對(duì)環(huán)境的影響。
(1)廢氣污染(CO、SO2、酸雨),(2)噪聲污染。
5.保護(hù)環(huán)境,減小污染措施。
(1)改進(jìn)燃燒設(shè)備,采取集中供熱,加裝消煙除塵裝置。(2)提高內(nèi)能的綜合利用率。
把直接燒煤、燃油改為燒其工業(yè)副產(chǎn)品;把內(nèi)能的一次利用變?yōu)槎啻卫茫ㄈ缬糜酂峁┡龋?/p>
(3)充分開(kāi)發(fā)、利用污染小或無(wú)污染的能源(如太陽(yáng)能等)。我國(guó)政府歷來(lái)重視環(huán)境問(wèn)題,把發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境放到了同等重要的位置。只要我們大家都能像重視生命一樣重視環(huán)境,責(zé)無(wú)旁貸地承擔(dān)起保護(hù)環(huán)境的義務(wù),難題也就變得不難了,就一定能使天更藍(lán)、水更清。6.分層練習(xí)評(píng)析。7.小結(jié)。8.布置作業(yè)