2023年热机效率-优秀教学设计【精选推荐】

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热机的效率 【教学目标】知识与技能 1 、知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能; 2 、知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表过程与方法 1 、从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。

　　2 、能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。

　　3 、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。

　　情感态度与价值观 结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义 义 【教学重难点】 重点是燃料热值的概念和理解，热机的效率。难点是对热机的效率的理解。

　　【教学方法】 启发式教学法，自学讨论法，设疑问教学法，类比教学法。

　　【教学准备】或【实验准备】 课前收集的燃料的图片、多媒体课件等 【教学过程】 知识点 教师活动 【【活动情景设置】 请同学观察插图，说明燃料的燃烧时能的转化过程。

　　学生活动 学生结合生 活讨论思考， 燃料可分为哪三种 一、燃料 燃料的燃烧 学生观察、思考、回答 燃料的燃烧 是一种化学 反应，燃烧过 程中，储存在 燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等， 燃料中的化 1 、 燃 燃 料的分类 液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料有煤 气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧放出的热量是不是相同 学能被释放， 转变为内能。燃料的种类 2 、燃料 要找出事实来支持你的论点，并进行分 很多，可分为 析。

　　固体燃料、液 体燃料和气体燃料。

　　燃烧相同质量的不同燃 料，放出的热量不同。

　　如：1 千克木 燃烧放出的热量与什么因素有关 几种燃料 【总结过渡】燃料及其热值 相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。请同学认真学习自主学习课本热值的知识，并回答下列问题：

　　1 什么叫燃料的热值热值用什么符号表示 示 2 热值的单位是什么 3 木炭热值是×10 7 J/g ，表示的物理意义 柴、1 千克煤和 和1 千克的液化石油气完全燃烧时放出热量不同 （烧同一壶 水时升高的 温度不一样 学生自主学 习，思考回答 是什么 1 、某种燃料 4 煤气的热值是×10 7 J/m 3 ，表示的物理 意义是什么 完全燃烧所 放出的热量 5 计算燃料完全燃烧放出热量公式是什 与其质量之 么 比。其符号是 q 6 燃料燃烧放热计算：小明某次用火炉烧 2 、J/g 二、燃料 水时，共消耗了的烟煤，试计算这些烟煤 J/m 3 的热值：

　　完全燃烧放出多少焦的热量 （烟煤的热值 3 、1 千克木 q= ×10 7 J/g 设计意图：现象学生有生活经验，能产生 炭完全燃烧 时放出的热 共鸣。抛出矛盾，使学生有认知欲望。

　　量是×107J 1 ．概念：

　　 4 、1 立方米 煤气完全燃 烧时放出的 2 ．热值 的单位：

　　 热量是×10 7 J 5 、 、 q= Q /m 放 【交流解惑】课本 3 延伸拓展：推导燃料完全燃烧放热的计算公式：

　　1 、酒精的热值是×10 7 J/g ，它的物理意 义是什么 1g 的酒精完全燃烧放出的热量是×10 7 J 2 、2g 的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦 2g ×g= ×10 7 J 6 、Q= ×× 10 7 J/g = ×10 7 J 3 燃料燃 3 、质量为 3g 的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦 烧的放热 3g ××10 7 J/g= ×10 7 J 计算公式：

　　4 、质量为 mg 的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦 Q = mq 其中 m 表示质量，单位是g ， ， q 表示热 值，单位是 J /g ， ， Q 表示燃料燃烧放出的 热量，单位是J 。

　　同样的原理，体积为V 的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦 Q = Vq 【练一练】 500g 汽油完全燃烧时可以放出多少热量 量 解：查表可知，汽油的热值 q = ×10 7 J/g m =500g= Q = qm = ×10 7 J/g ×= ×10 7 J 【想一想】 热值的单位：

　　 提出问题：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 J/g 或 J/m 3 吸收吗 氢气的热值 分析讨论：煤气燃烧放出的热量：

　　最大。

　　 1 、煤气不能完全燃烧，损失一部分能量 2 、煤气灶本身也会吸收一部分能量 小组讨论、交 三、热机 3 、高温的烟气带走了一部分能量 流，并由小组 的效率 4 、还有一部分直接损失掉了 长推选代表 5 、水吸收的热量只占煤气放出热量的一 发言 部分。所以，在烧水的过程中，被水吸收 的热量与燃料完全燃烧放出能量的比值， 称为热效率。

　　学生根据对 热值的物理意义的理解 1 热效率 2 、热机 热机也有类似的情况：

　　在内燃机中，燃料燃烧产生的能量到哪里去了呢 热机是将内能转化为机械能的装置，在这个情景中，真正转变为对外做有用功的能量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。所以：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，叫做热机的效率。

　　 理解热机的效率: 1 热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值, 它反映了能量的利用率, 热机性能的一个重要标志 2 由于热机在工作过程中, 总有能量损失 失, 所以热机的效率总小于 1 。

　　【议一议】 为了合理利用能源，人们一直都在努力提 推导燃料燃烧放热的计算公式。

　　 学生小组讨论 论 加深对公式的理解：

　　1 、公式计算的是燃料 完全燃烧 时放出的热量 2 、公式中 m 必须用 Kg 为 为单位， V 必须用 用 m 3 为单位。

　　3 、热值 q 与 与 燃料质量和 放热的多少 没有关系，它是反映燃料 优劣的物理 属性 的效率 高热机的效率，汽油机的效率：

　　：20 ～ 30% ，柴油机的效率：30 ～45% ，都比 学生练习蒸汽机的效率高， 那么怎样提高热机的效率引导学生从节 学生讨论，分 能和环保角度分析有效利用燃料的方法， 析煤气燃烧 探讨提高热机效率的途径。总结：

　　1 、使燃料充分燃烧 2 、尽量减少各种热量损失；

　　放出能量的 几种去向，然后个别回答。学生通过分 3 、在热机设计和制造上采用先进的技术；

　　析 注意保养 ， 保证良好的润滑 ， 减少因克服 理解热效率摩擦阻力而额外消耗的能量 学生讨论，分 分 析内燃机燃料燃烧放出能量的几种去向 学生通过类 比分析理解 热机的效率 学生通过计 算加深对热 效率的理解。

　　 学生讨论有 效利用燃料 的方法，探讨提高热机效 率的途径。

　　 3 、提高热机效率的途径 三、课堂小结 四、课堂检测 学生讨论发 见附件 1 言，梳理本节 知识要点 完成检测题 老师巡视、讲评 见附件 2 五、作业 课内作业：动手动脑学物理 1 、 、2 、 、3 、 、4 课后完成 【板书设计】 热机的效率 热值 热机的效率 定义：某种燃料完全燃烧所放出的热量与其质量之比 单位：J/g, J/m 3 公式：Q=mq 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 附件 1 热机的效率思维导图 2 如何提高热机的效率 附件 2 ：课堂检测A 基础题 1 、实验表明: 质量相等的不同燃料, 完全燃烧所放出的热量一般是 相同 同/ 不相同。

　　2 、现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有 A ．较大的比热 B ．较低的沸点 C ．较大的热值 D ．较高的凝固点 点 3 、煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（ ） ） A ．煤油比酒精含有的热量多 B 燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些 C 完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水， 那么利用酒精则不能烧开这壶水（热效率相同的条件下） D 通风条件好，供氧越充足，两种燃料的热值就越 大4 、下列说法中正确的是（ ） ） A ．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多 B 燃料的热值越小，完全燃烧单位质量的该燃料放出的热量越少C 燃料的热值越小，放出相等的热量时，燃料用量越少 D 燃料燃烧的越充分，其热值就越大B 提高题 5 、一个含 g 无烟煤的蜂窝煤，能烧开 5 瓶水，而 g 的液化气可以 供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的 不同，若 q 无烟煤 = ×10 7 J/g ，5 瓶水的质量是 9g ，从 20 ℃ ℃ 到烧开， 那么这个煤炉的效率是 。

　　。

　　（一个标准大气压下） 6 、在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶，受到的阻力是×10 3 N ，消耗汽油 （假设汽油完全燃烧） ） 。汽油的热值为 q =4 ×10 7 J/g ，求：

　　 （ 1 ） ） ） 在测试中，汽车牵引力所做的功 W ；

　　；

　　（ 2 ） ） ） 该型号汽车的热机效率 η 。

　　。

　　7 、要提高热机的效率，下列做法不可行的是（ （ ）A 尽量减少废 气带走的热量。B 尽量保持机械部件之间有良好的润滑。C 尽量减少 曲轴传递给飞轮的机械能。D 尽量减少散热损失。

　　【教学反思】

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