初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率优质课教学ppt课件

课题名

14.2 《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.知道燃料热值的物理意义及其单位.

2.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义.

3.通过能量的转化和转移，认识热机效率.

教学重点

燃料的热值，热机效率的计算.

教学难点

热机中的能量转化及损失，提高热机效率的具体措施

教学准备

多媒体课件

教学过程

情景导入

出示课件，让学生领悟下列对话，咨询学生，你们是否理解这段对话？为什么不同的燃料释放热量的本领不同？如何比较出它们释放出热量的多少？这节课我们就为大家揭开这些疑惑！

合作探究

探究点一   燃料的热值

活动1：让学生走进生活，交流、讨论说出一个家庭一个月使用不同燃料所需要的质量大约是多少？根据学生阐明的观点，得出结论。

结论：不同燃料释放热量的能力是不一样的。

活动2：根据上面的论述，提出问题，让学生讨论如何比较出燃料释放出热量的能力呢？

总结：（1）取质量相同的不同燃料，让它们完全燃烧，比较释放热量的多少；（2）让不同燃料释放出相同的热量，比较它们燃烧质量的多少。

活动3：根据比较方案，得出燃料热值的概念为：把某种燃料完全燃烧释放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值．

活动4：自学课本22页到23页，交流分析出热值的单位、几种常见的热值的值及其代表的物理意义。

总结：（1）热值的单位是J/kg、J/m3；（2）煤油的热值是4.6×107J/m3，代表的物理意义是1kg的煤油完全燃烧释放的热量是4.6×107J．

活动5：根据热值的概念和热值所代表的物理意义，交流讨论得出燃烧燃烧时释放热量的公式。

总结：Q=mq=Vq其中m是燃料的质量，单位是kg，q是燃料热值，单位是J/kg、J/m3；V是体积，单位是/m3．

教师总结：对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”.

①“某种燃料”是说明热值与燃料的种类有关.确定的燃料才有确定的热值，不同的燃料有不同的热值.由此可见，热值反映了燃料的燃烧特性.热值大，反映1kg的这种燃料完全燃烧时放出的热量多，或者说，化学能转化成的内能多.

②“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽.某种燃料，只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值，如果用没有完全燃烧放出的热量计算出的热值就比实际值小.

③“热量与其质量之比”可以理解为热值是针对一定质量的燃料而言的，如果同种燃料的质量不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同.

2.热值是燃料的属性

教师引导学生阅读教材P23《小资料》——“一些燃料的热值”.先让学生通过查表找出下列燃料的热值：干火柴、无烟煤、焦炭、酒精、柴油、汽油、液态氢，然后说出它们的物理意义.例如酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示的意义是酒精完全燃烧时，放出的热量与其质量之比为3.0×107J/kg.

教师鼓励学生积极发言，并继续提问：

（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？

学生回答：（1）表中热值最大的是氢（1.4×108J/kg），热值最小的是干木柴（1.2×107J/kg）.

（2）火箭上用液态氢作燃料是因为氢的热值大.

（3）热值是燃料的一种属性，不同的燃料有不同的热值.

知识拓宽：学生讨论火箭升空，为什么往往以液态氢做为燃料？

总结：因为氢的热值大，相同质量的不同燃烧中，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。

典例剖析

例题1关于燃料的热值下列说法正确的是（　　）

A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

B．容易燃烧的燃料的热值一定大

C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多

D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大

例题2（多媒体展示）在一次物理实验中，共燃烧酒精42g,如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？这些热量被10kg的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？［酒精的热值q=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）］

即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J；水的温度能上升30℃.

探究点二  热机的效率

活动1：从情景入手，让学生根据生活经验分析，用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪些能量损失？

总结：（1）煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；（2）装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。

活动2：根据以上的分析让学生总结出煤气灶的效率的表达式为。

活动3：出示汽油机模型，演示其工作过程，让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表示热机的效率？

学生以组为单位阐明自己组的观点，其他组给予补充。师出示课件展示热机能量流向图，总结问题。

归纳总结：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，叫作热机的效率。表达式为．

活动4：让学生根据热机效率的能量流向图，分析、讨论得出如何提高热机效率？

总结：（1）使用上，正确使用、保养，保证良好的润滑；（2）在设计制造上，不断改进和革新；（3）调整运动零件之间的间隙得当；（4）设法利用废气带走的能量。

活动5：.热机与环境

教师通过播放音像资料来具体介绍我国每年消耗燃料的数量，以及我国的燃料利用率的情况和燃料燃烧造成的环境污染情况.引导学生思考我们在利用热机的时候，给环境造成了哪些危害.

（教师也可以组织学生进行一些社会调查或举办一些关于环境污染的讨论会，对为什么要强制实行旧车淘汰制，汽车的尾气要进行定期检查，并且要加装净化装置等问题进行讨论，还可以观看电视和报纸关于当天空气质量的报道，让学生尽量接触一些生动具体的的实际问题，对环保产生紧迫感和责任感，增强学生的环保意识，也可以让学生讨论燃料利用的利与弊，使学生初步养成辩证看待问题的习惯，正确对待科技进步给人类社会带来的正面和负面影响.

例题3（多媒体展示）如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率η等于（     ）

.

答案：B

例题4（多媒体展示）为了响应国家“节能减排”的号召，同学们讨论家用汽车的节能方法，你认为下列方法不合理的是（     ）

A.开车过程中不宜频繁地急加油和急刹车

B.定期清理汽车后备箱中的不常用物品，减小汽车负载

C.夏天开车开空调时，空调的温度不宜过低

D.驾车长期低速行驶

答案：D

例题5（多媒体展示）天然气在我市广泛使用，已知天然气的热值为7.0×107J/m3,完全燃烧0.05m3天然气可以放出多少焦的热量？这些热量若只有42%被水吸收，则可以使常温下5kg的水温度上升多少摄氏度？

教师引导学生阅读教材P25页STS《从火车到火箭》短文.（通过有关火箭发展史的介绍和火箭应用方面知识的学习，使学生受到良好的爱国主义和热爱科学等方面的教育）

学生活动

学生交流、讨论说出一个家庭一个月使用不同燃料所需要的质量大约是多少？

学生讨论如何比较出燃料释放出热量的能力呢？

学生讨论火箭升空，为什么往往以液态氢做为燃料？

学生根据生活经验分析，用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪些能量损失？

学生总结出煤气灶的效率的表达式为。

学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表示热机的效率？

学生以组为单位阐明自己组的观点

学生根据热机效率的能量流向图，分析、讨论得出如何提高热机效率？

设计意图

以师生对话引入新课激发学生学习兴趣创设课堂情境

典例剖析1【点拨】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。

例3解析：从图中可以看出，在内燃机中，燃料完全燃烧产生的能量中，由于排出的废气温度较高，损失一部分能量；由于机件向外散热及克服摩擦做功损失一部分能量，真正向外输出的有用机械能只占燃料所含化学能的一部分.故热机的效率等于做有用功的能量（图中E4）与燃料完全燃烧时所释放的能量的比值，即：η=E4/E1×100%，故B正确

例4解析：频繁的急加油和急刹车都会造成汽油的浪费，所以要尽量避免这种驾驶方法，A说法合理；清理汽车后备箱中的不常用物品，可以减小汽车的阻力，行驶时可以节约耗油量，B说法合理；如果天气不是很热就不用开空调，即使开时也不要让温度过低，C说法合理；驾车在上坡时低速行驶以增大牵引力，而当在平路上行驶时还要以适当的速度行驶，这样可以节约耗油量，D说法错误，故选D.

布置作业

对应本节课课后同步练习题

板书设计

第2节   热机的效率

教学反思

本节课的重点是燃料的热值各热机的效率。本课时从提出问题入手，让学生思考不同的燃料释放热量的本领为何不同，然后再分析一个家庭在一个月中用不同的燃料所需要的燃料值不同，引导出热值的概念，为了进一步的加深对热值概念的理解，利用典例剖析进行巩固。在实际教学中我充分利用自主学习的方法，利用能流图分析问题还是首次接触，可以结合图解帮助学生想像，提高学生观察能能力，分析能力．本节的一个较大特点是紧密联系实际，考察了能量在具体过程中的损耗，要注意让学生细致的分析问题，养成缜密的思维形式．注意联系实际的教学，学生要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．教学中要结合技术和社会的关系，了解热电站相比一般的火电站的优点，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。