第3节 热机的效率 物理观念:了解在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;了解燃料的热值和单位,并能够查阅燃料热值表。 科学思维:比较不同燃料燃烧释放热的本领,从而建立热值的概念;分析热机的工作原理,提出改进热机效率的方法。 实验探究:基于生活经验与实例,对提高热机效率提出意见,并能基于证据作出解释。 科学态度与责任:理解节约和充分利用能源的重要意义,结合有效利用燃料的途径进行学习;树立正确的科学世界观和价值观,为将来的学习和生活指明方向。 教学重点:燃料的热值和热机的效率。 教学难点:对热机效率的理解。 教师准备:汽油机模型、教学课件。 教学环节 设计意图 一、创设情境 导入新课 1.教师:生活中我们需要利用内能,如使用燃料做饭、烧水、取暖、驱动汽车等,请同学们思考:我们可以从哪些燃料来获得内能 学生:柴薪、煤炭、煤气、天然气、石油、酒精等。教师同时课件展示。 2.播放《神舟十九号发射》片段,同学们知道神舟十九号飞船使用的燃料是什么吗 提出问题:为什么神舟十九号飞船使用氢作燃料 引出课题。 通过生活中的现象入手,体会物理与生活的密切联系,激发学习兴趣 二、新课讲解 探究新知 探究点一 热值 (一)比较不同燃料的放热本领 提出问题:燃料燃烧时化学能转化为内能,刚才我们认识了生活中的不同燃料,根据你的经验,相同质量的不同燃料,燃烧时放出的热量是不是相同 有哪些事实来支持你的观点,并进行分析。 各小组的学生回忆、交流和讨论,学生回答。 继续提出问题:相同条件下,1 kg木柴和1 kg煤,1 kg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的优劣呢 小组讨论后展示:选取相同质量的不同燃料,点燃后,对相同质量的水进行加热,比较两杯水温度升高的多少,来确定燃料的放热本领。 教师总结:燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是不同的。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 (二)热值 1.[合作学习]自学课本30~31页。 ①热值的定义。 ②热值的计算公式,单位。 ③几种常见燃料的热值及其代表的物理意义。 学生讨论交流后归纳: ①定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,用字母q表示。 从学生的生活经验引入,符合学生的认知特点,使学生有亲切感 自主学习,培养学生良好的学习习惯 ②公式:q=。 单位:Q放表示放出的热量,单位是J;m表示固、液体燃料的质量,单位是kg;q表示热值,单位是J/kg。 燃料燃烧放出热量的计算:Q放=qm。 气体燃料的热值:q=,V表示气体燃料的体积,单位是 m3;Q放表示放出的热量,单位是J;q表示气体燃料的热值,单位是 J/m3。 ③热值的物理意义:热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 教师列举几种燃料的热值,学生说出物理意义。如木炭的热值为3.4×107 J/kg,它表示:1 kg木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107 J。 2.学生观察课本的热值表格,了解生活中的各种燃料的热值并讨论以下问题。 燃料热值燃料热值干木柴约1.2×107 J/kg柴油4.3×107 J/kg烟煤约2.9×107 J/kg煤油4.6×107 J/kg无烟煤约3.4×107 J/kg汽油4.6×107 J/kg焦炭3.0×107 J/kg氢气1.4×108 J/kg木炭3.4×107 J/kg焦炉煤气约1.7×107 J/m3酒精3.0×107 J/kg沼气约1.9×107 J/m3 ①热值表中,热值最大的是哪种燃料 热值最小的是哪种燃料 ②火箭上为什么用液态氢作燃料 ③热值反映了燃料的什么性质 不同燃料的热值一定不同吗 学生讨论交流后,课件展示答案。 [点拨] 热值是物质本身的一种性质,它与物体的质量、形状、体积、位置、温度、吸收或放出热量的多少等因素都无关,是反映燃料优劣的重要指标。 探究点二 热机的效率 煤气灶烧水时的能量走向示意图 问题1: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 学生讨论交流后 ... ...
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