2019-2020年九年级物理全册 第十四章 内能的利用 第二节 热机的效率教案 (新版)新人教版

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1、2019-2020年九年级物理全册第十四章内能的利用第二节热机的效率教案(新版)新人教版【教学目标】1、知识与技能①从能量转化的角度认识燃料的热值。②了解内能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,认识效率。2、过程与方法通过学生讨论和教师讲解,了解燃料的热值和热机效率3、情感、态度与价值观①通过探索性实验,提高观察能力、实验操作能力和比较、分析、概括的能力,培养和实事求是的科学态度。②培养学生乐理探索自然现象和日常生活中的物理原理的兴趣,体现物理来源于生活,又服务于生活的道理。【教学重点】热

2、值概念的理解。【教学难点】从能量的转化或转移的角度认识燃料的热值及热机效率。【教学准备】教师:木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气(打火机中装有)等燃料样本,多媒体课件【教学过程】主要教学过程教学内容教师活动学生活动一、复习引入新课。问:什么是机械效率?公式是什么?(设计意图:复习机械效率的知识为这节课“热机的效率”做铺垫)[引入新课]为什么有的汽车用汽油,有的汽车用柴油,还有的用天然气?热机是内能转化成机械能的机器,它跟所有机械一样,也有效率的问题,这一节我们就来讨论这个问题。[板书课题]第二节

3、热机的效率[课件展示]木柴取暖、煤气烧饭,引出常见的燃料。人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。回答:有用功跟总功的比值。η=W有用/W总思考,进入学习状态在现代社会,人类所用能量的绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。[提出问题]1、家中煮饭时,主要使用的燃料有哪些?2、根据你的经验,燃烧的燃料不同,所需燃料的质量是否相同?燃料燃烧过程中能量转化有哪些?分组讨论,交流家中使用的主要燃料:木柴、煤、天然气、液化气。做相同的饭,燃烧木柴和煤,用量不同。能量转化:化学能转化为内能。[设疑]:常见的燃料有木柴、

4、煤炭、汽油、酒精等,在燃烧时都会释放能量。但它们释放能量的能力是否相同呢?如果不同,那又如何来表示它们这种能力的大小呢?[交流与讨论]:如何比较不同燃料燃烧释放能量的能力的不同?必须保证哪些量相同才能进行比较?(设计意图:让同学从生活走向物理,激发起学生的探究欲,同时引入课题。)引导学生讨论后,引入热值这个概念燃料的质量要相同,而且都要完全燃烧。二、新课教学1、热值定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。2、物理意义[板书]燃料的热值1.热值在数值上等于1千克某种燃料完全燃烧释放出

5、的热量。单位:焦/千克。[强调]:热值是燃料的重要特性,只和燃料的种类有关,与质量和是否完全燃烧无关。问:汽油的热值为4.6×107焦/千克。其物理意义是什么?一筒汽油与半筒汽油相比,哪个热值大? 3.物理意义:热值直接反映了燃料的燃烧特性。热值大,反映单位质量的该种燃料完全燃烧时放出的热量多(化学能转化成的内能多)。生:由此引导学生给热值下定义。①定义:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。用q表示。单位是J/kg,气体燃料热值单位是J/m3。1千克汽油完全燃烧放出4.6×107焦的

6、热量。一样大。3、热量计算固体、液体:Q=mq气体:Q=vq4、炉子的效率:炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做炉子的效率  干木柴热值的物理意义  那么质量为mkg的干木柴完全燃烧释放出多少焦的热量,怎么计算?[例题]计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。    教师:这些热量若全部被水吸收,可把多少千克左右的水由20℃烧开?实际生活中1千克干木柴能把35kg20℃的水烧开吗?那是为什么呢?[交流与讨论]实际需要的干木柴质量大大超过计算得出的数值,这是为什么?[归纳总结]燃料燃烧时需氧气助燃,

7、供氧不足是燃料不能完全燃烧的主要原因。另外,烟气也会带走大量热量,炉壁还会传走一部分热量。这样就使得真正传给水的热量仅占燃料放出热量的一小部分。当然不能烧开那么多水。为了反映炉子对燃料的利用率,我们经常用炉子的效率来描述。[板书]炉子的效率。为了提高炉子的效率,人们做了种种努力,如何提高炉子的效率?目前,我国炉具的平均效率还较低,若平均效率能提高1%。全国每年节省的燃料相当于一个大型煤矿的年产量,可见,改造炉具,提高炉子的效率具有巨大的节能潜力。[过渡]对于热机来说,真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释

8、放能量的一部分。 1千克干木柴完全燃烧放出1.2×107焦的热量。得出热值的计算公式:Q=mq气体燃料通常不用质量而用体积,因此计算气体燃料放热时,公式应该写成:Q=mq解:查表可知q=3.3×107J/kg,Q=mq=4kg×3.3×107J/kg=1.32×108J。计算:35kg根据生活经验知道:不能。讨论:燃料很难完全燃烧,放出的热量比按热值计算的热量小,有热量的散失。炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出

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