第3章内能利用热机

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1、第3章内能的利用热机第三章内能的利用热机（一）教材分析　　在上一章讲内能的基础上，本章进一步讲怎样获得大量的内能和内能的实际应用。主要内容有：燃料的热值，内能的两种主要应用，内燃机的工作原理，热机效率，内能的利用与环境的关系。　　本章具有理论联系实际的特点。从燃料的燃烧中获得内能是人类使用的能量的主要来源，有效利用燃料和减小燃料燃烧造成的环境污染是社会十分重视的问题，热机是一种广泛使用的动力设备，这些都与生产、生活紧密相联。通过本章的学习，学生不仅可以学到一些有用的实际知识，还可以了解到物理知识对解决实际问题的重要作用。　　全章教材共六节。第一节“燃料

2、及其热值”。教材安排在这里讲燃料及其热值，是因为燃烧燃料是为了获得内能，因此烧掉一定的燃料最多可以产生多少热量就成为首先要明确的问题。在这个基础上再引申出提高燃烧的效率，有效利用燃料的问题，教材以烧炉子为例讲这个问题，强调了节约燃料的重要性，对学生进行节能知识的教育。　　第二节“内能的利用”。教材从怎样使用燃料获得内能引入新课，起着承上启下、活跃学生思维的作用。为使学生对内能的应用有比较全面的了解，教材讲了利用内能加热和做功这两个方面的主要应用。讲利用内能加热时，教材介绍了合理有效利用燃料加热的一些途径和重要性，使学生获得节能以及环境保护的有关知识。课

3、本中图3－5的演示实验，是为了说明消耗内能可以做功，从而引出热机的概念。　　第三节“内燃机”。由于内燃机应用十分广泛，教材对它作了较详细的介绍。对于汽油机和柴油机都是从构造、工作过程和优缺点三方面来讲述的。构造只介绍了那些为讲清工作过程所必须知道的部件，优缺点只作了简略的介绍，工作过程讲得比较详细。教材讲了汽油机的四个冲程，使学生了解汽油机工作的完整过程。在讲柴油机时，为避免重复，教材采取了与汽油机对比的方法。对它们相似的地方只作了简略的说明，着重介绍了它们在压缩程度、点火方式的不同。　　第四节火箭是选学内容。教材在上一节介绍内燃机的基础上，介绍了火箭

4、的工作原理，使学生了解火箭是热机的一种。教材还简要介绍了空间运载火箭把人造卫星发射到空间轨道所起的作用，以及我国火箭技术的发展。　　第五节“热机的效率”。教材从复习机械效率、燃烧效率引入新课，接着以能量为线索，引入热机效率的概念。以内燃机为例，分析了热机效率不高的原因，从而也启示了寻求提高热机效率的途径。最后，教材对实际可行的提高热机效率的途径作了简单的介绍。　　第六节“内能的利用和环境保护”。教材首先指出燃料的利用给人类文明带来了进步，但同时也带来了危害，以使学生认识到内能利用的两面性。大气污染已成为当前需要解决的重要课题，所以，教材接下来着重对燃料

5、造成的大气污染作了介绍，指出了大气污染的危害。最后，简要介绍了减小大气污染的措施，对学生进行保护环境的教育。（二）教学要求　　1．知道燃烧过程中能量的转化是化学能转化为内能；知道什么是燃料的热值及其单位。　　2．知道内能的两种重要应用：加热和做功。　　3．知道热机中能量的转化。　　4．知道四冲程内燃机的构造和工作原理。　　5．知道什么是热机的效率。　　6．知道内能的利用与环境保护的关系。（三）教学建议　　本章的教学特别要重视理论联系实际，要尽可能联系本地的实际。提出和解决实际问题，往往需要综合运用已有知识，因此这一章的教学要始终鼓励学生主动地提出问题，

6、寻找解决问题的途径，在这个过程中培养学生运用所学知识的能力。真正做到了加强联系实际并把学生的积极性调动起来，这一章才可以教活，思想教育也在其中了。　　本章教材共6节，建议安排4课时，一、三节各1课时，二、四节1课时，五、六节1课时。一、燃料及其热值　　1．引入新课　　在简要复习上章内容的基础上，向学生指出内能是人类使用的最大量的一种能量，而获得内能的途径是燃烧燃料，因此，我们首先要学习与燃料燃烧有关的问题。　　2．燃料的热值　　首先使学生知道燃料燃烧的本质是化学变化，在燃烧过程中燃料的化学能变为内能。　　首先可以结合课本图3－1，引导学生通过讨论懂得相

7、同质量的不同燃料燃烧时放出热量是不同的，从而引出热值的概念。讲热值时，要说明完全燃烧的含义。然后让学生看燃料的热值表，对比一下煤和干木柴的热值，再回过头来讨论课本图3－1中的满足同样需要为什么消耗的燃料不同的问题。　　　　　　　　　这里主要是介绍热值的概念，没有必要作有关的计算题，教学中不要补充这类问题。　　3．有效利用燃料　　在说明燃料能够释放的热量不可能完全利用后，引出炉子的效率问题，可以像图3－1那样画一个圆来表示燃料完全燃烧时所放出的热量。然后，在圆中标出未燃烧的燃料可以放出的热量和散失的热量（用不同色彩的粉笔涂抹）。余下的圆面积表示有效利用的

8、热量。这样做，可使学生对炉子的效率有一个比较明晰的印象。　　对于有效利用燃料的途径，即提高炉子