北师大版九年级物理 10.6燃料的利用和环境保护 教案

《燃料的利用和环境保护》教案
教学目标
一、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。
3．了解提高锅炉效率和燃料利用率的措施，进行节约燃料的教育。
二、过程与方法
1．通过对燃料燃烧过程的分析，归纳出燃料燃烧过程中的能量转化。
2．通过对影响炉子效率的分析，了解提高炉子效率的具体措施。
三、情感、态度与价值观
1．通过对影响炉子效率的分析，了解提高炉子效率的具体措施，提高节能意识；初步认识科学技术的发展对自然环境造成的影响，增强环保意识。
2．通过燃料燃烧放出有害物质的学习，使同学们初步认识到事物都是一分为二的，培养初步的辩证观点，养成辩证看问题的良好习惯。
教学重点
热值的定义及其单位，燃料的有效利用。
教学难点
理解热值的物理意义。
教学方法
1．设情引境法
2．任务驱动法
3．以学生为主体教育思想为基础，探究式式学习法、讨论交流法
课前准备
多媒体课件、相关资料。
课时安排
1课时
教学过程
导入新课
【教师活动】
展示学生课前完成的“导学”作业中的典型成果。
提出问题：
我们所看到的燃料你感觉应该怎么分类？你感觉哪些燃料用起来最方便？
人要生存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。本节我们的任务就是来认识一下人们是如何利用内能的。
说到内能的利用，首先要考虑内能的来源，而燃料的利用正是这一来源的主要途径。下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题
【学生活动】
通过观看老师展示的资料，进入学习情境。
【设计意图】
设情引境，激发学生新的学习兴趣。
二、新课学习
燃料的特点
教师：我们都知道，煤炭、汽油、柴油是燃料，除此之外还有哪些是燃料？
学生：柴火是燃料。
学生：酒精、蜡烛也是燃料。
学生：煤气、天然气也是燃料。
教师：同学们说得很好，谁能归纳一下，它们都有哪些共同的特点？
学生：它们都能够燃烧。
学生：它们燃烧时都能放出热量（内能）。
教师：那么燃料燃烧时获得的内能是由什么能转化来的呢？
学生：在燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能放出热量。
【使用‘学乐师生’拍照，收集学生典型成果，在‘授课’系统中展示。】
教师：燃料燃烧实际发生的是一种化学变化，在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。
总结：燃料的特点：能够燃烧。燃烧是化学能转化为内能的过程。
燃料的热值
教师：同学们归纳了燃料的共同特点是都能燃烧。那么不同燃料在燃烧时有什么不同呢？煮饭时用煤为什么比用柴草好呢？
学生：煤比柴草放出的热量多。
教师：煤一定比柴草放出的热量多吗？怎样比较才更合适？（类比：铁一定比棉花重吗？）
学生：应取相同质量的煤与柴草相比。
教师：它们质量相同，就一定是煤放出的热量多吗？
学生：不知道
教师：还应补充一条：要让它们都充分燃烧。在它们都烧完、烧尽的条件下，才有可比性。为了比较不同燃料的这一差异，我们引入一个新的概念：燃料的热值。
定义：1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。单位：焦/千克。
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）。
看课本中的表：几种燃料的热值（指导学生学会表述其物理意义）
教师：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？
燃料的有效利用
1．影响燃料有效利用的因素
教师：1千克干木柴完全燃烧能放出多少热量？
学生：1.2×107焦。
教师：这些热量若全部被水吸收，可把35千克左右的水由20℃烧开。实际生活中1千克干木柴能把35公斤20℃的水烧开吗？
学生：不可能。
教师：那是为什么呢？
学生：因为燃料不可能做到完全燃烧。
学生；因为热量有散失，水吸不到那么多热量。
教师：燃料燃烧时需氧气助燃，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。
2．提高炉子效率的措施
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。
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。
为了提高炉子的效率，人们做了种种努力，主要措施有：
增加供氧量。如用风箱、吹风机就起了这一作用。大型工业锅炉还采用把煤粒用鼓风机吹起来烧，使效率大大提高。
炉壁选用隔热材料。这主要是为减少炉壁向外传热。
增大受热面积。大型锅炉采用供水管道直接分布在炉膛内，使其充分受热，减小了烟气的热损失。
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。
内能对环境的影响
1．废气污染（CO、SO、酸雨），
2．噪声污染。
保护环境，减小污染措施
1．改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。
2．提高内能的综合利用率。
3．把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。
4．充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。
我国政府历来重视环境问题，把发展经济与保护环境放到了同等重要的位置。只要我们大家都能像重视生命一样重视环境，责无旁贷地承担起保护环境的义务，难题也就变得不难了，就一定能使天更蓝、水更清。
三、课堂总结
1．热值：
概念：1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量。
单位:J/kg
公式：Q=mq
2．锅炉效率：
（1）概念：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值。
（2）提高锅炉效率的途径：减少各种能量损失。
3．环境的保护
课堂练习
1．四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约200千克，烟煤约80千克，液化石油气约30千克，煤气约60千克。这四种燃料中的热值最高的是（ ）
A．液化石油气　　 B．煤气
C．烟煤　　　　　 D．木柴
2．航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（ 　）
A．较小的质量　 B．较小的密度　
C．较大的比热容 　 D．较大的热值
3．柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热_____________J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功____________J。（柴油的热值为4.3×107J/kg)
4．完全燃烧140克焦炭（焦炭的热值为3.0×107J/kg)能放出多少热量？若这些热量的30%被水吸收，则能使30kg 水温为20℃的水温度升高到多少度？
五、作业布置
课后查找资料，了解燃料的利用对我们周围的环境有哪些影响，如何保护环境？形成一份调查小报告，将自己的成果利用“学乐师生”app分享给全班同学。
六、板书设计
燃料的利用与环境保护
1．热值：
概念：1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量。
单位:J/kg
公式：Q=mq
锅炉效率：
（1）概念：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能
量的比值。
（2）提高锅炉效率的途径：减少各种能量损失。
3．环境的保护