九年级全册（2024）第十四章 内能的利用第3节 热机的效率教学设计及反思

这是一份九年级全册（2024）第十四章 内能的利用第3节 热机的效率教学设计及反思，共4页。教案主要包含了知识要求，教学重难点等内容，欢迎下载使用。
【知识要求】
1.从能量转化的角度认识燃料的热值。
2.知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
【教学重难点】
1.燃料的热值，热机效率的计算。
2.热机中的能量转化及损失，提高热机效率的具体措施。
两个相同的烧杯（分别装有相同质量的水）、铁架台支架、酒精灯两盏（分别装有10g的酒精与煤油）、温度计两支
教师提问：想一想日常生活中我们可以使用哪些燃料将一壶水烧开？
学生回答：……
教师引导学生思考：烧开一壶水所需要的燃料的质量相等吗？这说明了什么呢？
教师演示。
引导学生得出实验结论：
完全燃烧相同质量的不同燃料放出的热量是不相等的。
一、燃料的热值
1.定义：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，热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
2.计算公式：q＝Qm（固、液体燃料）、q＝QV（气体燃料）。
3.物理意义：表示燃料完全燃烧时放热本领的物理量。
4.国际单位：焦每千克，符号为J/kg；焦每立方米，符号为J/m3。
5.热值是燃料本身的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积以及燃烧情况无关。
例题讲解：
【例1】关于热值的概念，下列说法正确的是（ ）
A.燃料完全燃烧时，它的热值最大
B.燃烧时放出的热量越多，热值越大
C.燃料燃烧时，随着质量减少，它的热值将逐渐减小
D.燃料的热值与燃烧情况无关
【解析】热值是描述燃料燃烧时放热本领的物理量，它的大小是由燃料本身决定的，与燃料的燃烧情况无关，所以A、C选项的说法错误，D选项的说法正确。至于燃料燃烧时放出热量的多少，和燃料的热值、质量以及燃烧情况均有关，因此热值大的不一定放出的热量多，而燃烧时放出热量越多，也不能判断热值就越大，B选项的说法也是错误的。
【答案】D
二、热机的效率
教师提问：在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
学生讨论后回答：损失的内能、无用的机械能、有用的机械能。
1.定义：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。
2.公式：η＝W有用Q放×100％＝W有用mq×100％。
教师引导学生阅读课本，归纳总结得出：
1.热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。
2.热机的效率总小于1。
教师提问：根据所学知识及生活体验，说说提高热机效率主要有哪些方法。
学生讨论归纳总结：
（1）使燃料充分燃烧；
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）在热机的设计和制造上采用先进的技术；
（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
例题讲解：
【例2】关于热机效率，下列说法正确的是（ ）
A.热机的功率越大，它的效率越高
B.使用的燃料热值越大，它的效率越高
C.汽油机比柴油机效率高
D.热机效率越高，表示燃料燃烧放出能量的利用率越高
【解析】功率是表示做功快慢的物理量，热机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的总能量的比值，与功率、燃料热值无关；汽油机一般没有柴油机效率高。
【答案】D
第3节 热机的效率
1.燃料的热值
（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（或体积）之比。
（2）单位：J/kg（固体、液体）、J/m3（气体）。
（3）计算公式：Q＝mq（或Q＝Vq）。
2.热机的效率
（1）定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率，用η表示。
（2）公式：η＝W有用Q放×100％＝W有用mq×100％。
（3）提高热机效率的主要途径：减少热机各种能量损失。
本课先从日常生活实例提出问题及实验入手，让学生知道不同的燃料燃烧释放热量的本领不同，从而引出热值的概念。为了进一步地加深对热值概念的理解，利用典例剖析进行巩固。在实际教学中利用能流图分析问题还是首次，可以结合图解帮助学生想象，提高学生观察能力、分析能力。同时教学中注意联系实际，让学生能够利用所学到的提高效率的方法应用于实际生活中，解决简单的问题，树立节能和环境保护的意识。本课不足之处是部分学生未能真正理解能量中的哪部分是有用的，这也是解答效率问题的难点所在。