第2节 热机的效率 【教学目标】 1.从能量转化的角度认识燃料的热值,学会利用燃料的热值计算有关燃料完全燃烧时放出的热量。 2.了解热机的效率,知道提高热机效率的途径。 【教学重难点】 1.重点:利用燃料热值计算燃料完全燃烧放出的热量。 2.难点:对燃料热值的理解。 【课前准备】 教师:多媒体课件、火柴、铁丝、汽油、坩埚钳。 学生:课前收集关于各种热机效率的资料。 【教学过程】 【情境引入】 奇思妙想的发明“六冲程引擎”,在完成四冲程工作后,会把水注入汽缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力,第六冲程让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。该“六冲程引擎”的优点是可节约燃料,提高热机的效率。从而引入本节课题。 【互动新授】 (一)燃料的热值 1.燃料: 教师指出:燃烧是生活中一种常见的现象,人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭,在现代社会,人类所用能量绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。 让学生阅读教材想想议议,结合生活经验举例说明常见的常规燃料并进行分类。 固体燃料:木柴、煤等。 液体燃料:汽油、柴油、酒精等。 气体燃料:煤气、天然气等。 引导学生分析燃烧过程中的能量转化,将燃料的化学能转化为内能。 2.热值: 提出问题:1 kg的煤炭和天然气,燃烧产生的热量一样多吗?哪个放出的热量更多? 演示实验:点燃一根火柴和一根与火柴等长等粗的沾满汽油的铁丝,观察燃烧的时间和燃烧程度。 学生自主学习教材内容,讨论得出:相同质量的煤炭和天然气燃烧时放出的热量是不同的,从而引入热值的概念:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值。 学生自主学习了解热值的数值和单位,热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量,单位用焦每千克,符号是J/kg。出示一些燃料的热值表: 一些燃料的热值 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 1.4×108 J/kg 木炭 3.4×107 J/kg 煤气 约3.9×107 J/m3 酒精 3.0×107 J/kg 沼气 约1.9×107 J/m3 了解一些固体、液体、气体燃料的热值,并思考以下几个问题: (1)表中哪种燃料的热值最大?哪种燃料的热值最小? (2)焦炭的热值是多少?它表示的物理意义是什么? (3)火箭为什么采用液态氢作燃料? 3.热量的计算: 引导学生:1 kg的焦炭完全燃烧放出的热量是3.0×107 J,计算5 kg的焦炭完全燃烧放出的热量是多少?用m表示燃料的质量,q表示燃料的热值,则质量是m的燃料完全燃烧放出的热量是Q=mq。 例题:15 kg的汽油完全燃烧可放出多少热量? 解:汽油的热值是q=4.6×107 J/kg, Q放=mq=15 kg×4.6×107 J/kg=6.9×108 J。 (二)热机的效率 1.燃料的利用率: 学生自主学习,思考问题: 燃料燃烧过程中是否能将所蕴含的化学能全部释放出来? 当用煤烧水时,煤燃烧放出的热量是否全部被水吸收? 教师和学生共同分析,燃料不能有效利用的原因有:(1)燃料燃烧时很难完全燃烧。(2)燃料燃烧过程中有热量损失,即有效利用的热量比放出的热量小。 2.热机的效率: 让学生根据生活经验思考:站在正在工作的汽油机或柴油机的排气口附近时,会闻到汽油或柴油的气味,或者看见排出的黑烟,还能感觉到热。 师生共同分析,闻到汽油或柴油的气味或者看到冒出黑烟,是因为汽油或柴油没有完全燃烧就排放出来,感觉到热是因为热机工作时传热和排出温度较高的尾气产生的,这些热量散失要带走很大一部分能量,在热机工作过程中不可避免地存在摩擦(如活塞和汽缸之间的摩擦、各部件连接处的摩 ... ...
~~ 您好，已阅读到文档的结尾了 ~~
