14.2 热机的效率
【学习目标】
1从能量转化的角度认识燃料的热值。
2从能量转化的角度认识热机的效。
3了解内能的利用在人类发展史上的重要意义，培养科学意识。
【重点难点】
重点：从能量转化的角度认识燃料的热值。
难点：从能量转化的角度认识热机的效义。
【导学过程】
（一）自主学习（2分钟）
1.回顾上节所学
（1）热机的基本原理是： 。
（2） 叫内燃机。常见的有 和 。
（3）四冲程汽油机是由 、 、 、 四个冲程构成。其中将机械能转化为内能的是 ；将内能转化为机械能的是 。
（二）小组合作学习（15分钟）
1.燃料的热值
（1）阅读课本P22本节开始的一段文字。
（2）常见的燃料种类：
固体燃料：
液体燃料：
气体燃料：
（3）：不完全燃烧和完全燃烧的理解，区别：
（4）看P22中间的“想想议议”。提示：普通家庭一个月烧水、做饭平均消耗燃料：无烟煤75kg，液化石油气15kg，干木柴150kg。
小结：相同质量的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不相同的。物理学上为了表示物质的这种特性引入了热值。
（3）阅读P22下至P23上的文字。小结：
A定义： ，叫做这种燃料的热值。符号： 。
B物理意义：
C.公式：Q=mq或Q=Vq
变形：q=Q/m或q=Q/V
D各符号代表的物理意义及单位：
看课本P23的“小资料”。热值的意 ( http: / / www.21cnjy.com )义。例如：焦炭的热值是3.0×107J/kg，物理意义是： 。
看小资料很容易看出，不同物质的热值一般不同，所以热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与形态，质量，体积无关。
2热机的效率
阅读课本P23至P24上的文字，分析P24的想想议议。
（2）阅读课本P24下文字，小结：
，叫做热机的效率。公式： ，
由热值的定义单位可以看出，燃料完全燃烧放出的热量＝ 。
通常的锅炉和内燃机的燃料利用率比较低，因此节约能源上潜力很大。阅读课本P24下最后一段文字，归纳提高燃料的利用率的措施：
一是 ；一是 。
（三）课堂学习整合（2分钟）
今天你学习到了什么？
（四）课堂训练评价（教材后“动手动脑学物理”）（5分钟）
（五）课外拓展练习（10分钟）
1.________ ______________________叫做这种燃料的热值.热值的单位是_____，符号是_____。
2. ，与 之比，叫做热机的效率。热机效率通常用 来表示，公式是 。
3.提高热机效率的措施有: 、 。
4.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（ ）
A 热机的大量使用会造成环境污染 B 所有的热机都是用汽油作燃料
C 汽车排出的尾气都是有毒气体
D 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
5.关于热机错误的说法是（ ）?
A.利用内能来做功的机器叫热机?
B.蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机?
C.一切热机的工作过程都包括四个冲程?
D.用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率
6.关于燃料的热值，以下说法正确的是（ ）?
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关?
B.容易燃烧的燃料，热值一定大?
C.煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多?
D.0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的
7.已知干木柴的热值是1.2×10 ( http: / / www.21cnjy.com )7 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？（10分）第二节 热机的效率
教学目标
知识目标
（1）知道热机的效率
（2）了解提高效率的途径
能力目标
用物理图表分析问题的能力，联系实际思考问题的能力
情感目标
感受技术与社会的联系，建立废物利用的观念．
教学建议
教材分析
教材从提出问题入手，让学生思考热机中的效率指的是什么，讲解了热机的效率并指出了蒸气机的效率很低，内燃机的效率较高．又详细分析了内燃机的能流图，并说明了其中损失的能量是哪些，而有用的机械能只占其中的一部分．对于火电站教材也利用能流图详细的介绍了各个过程中的能量损失，而转化为电能的部分也是其中一部分．并指出了造成能量损失的一些原因．
在此基础上，教材联系实际情况，分析了提高热机效率的方法，人们利用损失的能量开阔思路用于其他的用途，达到了又节省能源又废物利用改善了环境．
教法建议 本节内容建议用学生实验探究和自主学习的方法，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．
教学设计方案
热机的效率
【课题】热机的效率
【重难点】热机的效率及影响热机效率大小的主要因素，提高热机效率的方法和意义
【教学过程设计】
一．热机的效率
方法1、说明热机不能把燃料燃烧放出的热量全部利用，其中有一部分散失了，从而得出热机的效率，可以画饼图分析出热机效率的定义。教师提供资料，说明一些机械的效率，例如蒸汽机、汽油机、柴油机等的实际效率。
教材中有内燃机和火电站的能流图，学生观察内燃机能流图，思考哪些是做有用功的能量，哪些是散失的能量，对于火电站也可以思考哪些是用来做有用功的能量，哪些是损失的能量。
方法2、教师在介绍完热机的效率的基础上，让学生根据课本上的内燃机和火电站的能流图来画出饼图，从饼图中分析出哪些是用来做有用功的能量，哪些是损失的能量。
学生可以自行收集信息，说明一些机械的效率，并从中分析出内燃机的发展趋势，这种方法适用于教师要有宽广的知识面，并善于控制课堂。
二．热机效率的应用
教师提供资料，学生自主学习，学生分析和探究的参考问题有：如何提高热机的效率；热电站是怎样提高燃料的利用率的。
探究活动
实验探究：汽油机的效率
【课题】调查汽油机的效率
【组织形式】学 ( http: / / www.21cnjy.com )生活动小组
【活动流程】提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作．
【参考方案】调查汽油机的效率，并就其不合理的地方尽量提供建议．
【备注】1、写出探究过程报告．
2、发现新问题．
三、板书和小结
