14.2　热机的效率 教案 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

第2节　热机的效率
◇教学目标◇
知识目标
（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，单位是什么，会查燃料热值表。
能力目标
（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。
素养目标
（1）了解热机的使用对社会的贡献与带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。
（2）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。
◇教学重难点◇
教学重点
燃料热值的概念和理解，热机的效率。
教学难点
对热机效率的理解。
◇教学过程◇
一、新课导入
如图所示，一辆拖拉机从旁边驶过，有人通过闻气味就能判断出是柴油机还是汽油机，这是为什么？
排出的气体中仍然含有汽油或者柴油的气味，这又说明了什么？
二、教学步骤
探究点1　燃料的热值与热量计算
［阅读课本］P22~P23“燃料的热值”
［小组讨论］燃料的种类有很多，固体、液体、气体都有，根据经验，相同质量的不同燃料在燃烧时放出的热量是否相同？
［归纳提升］相同质量的不同燃料在燃烧时放出的热量一般是不同的。
［思考］（1）什么叫燃料的热值？热值用什么符号表示？热值的单位是什么？
（2）木炭的热值是3.4×107 J/kg，表示的物理意义是什么？煤气的热值是3.9×107 J/m3，表示的物理意义是什么？
（3）计算燃料完全燃烧放出热量的公式是什么？
［提示］（1）我们把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。热值反映了燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关系。热值用字母q表示，不同燃料的热值一般不同。热值的单位：J/kg、J/m3。
（2）物理意义：1 kg的木炭完全燃烧能产生3.4×107 J的热量。1 m3的煤气完全燃烧能产生3.9×107 J的热量。
（3）Q=mq、Q=Vq。
［思考］在烧水的过程中，燃料完全燃烧放出的热量都被水吸收了吗？
［提示］没有。周围的空气温度升高了，水壶的温度也升高了。
探究点2　热机的效率
［思考］什么是热机的效率？如何计算热机的效率？
［提示］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。
热机的效率η=×100%；其中W有用指用来做有用功的能量，W总指燃料完全燃烧放出的能量。
［阅读课本］P23~P24“热机的效率”
［小组讨论］影响热机效率的因素有哪些？
［分析］
［思考］如何提高热机效率？
［归纳提升］提高热机效率的方法：
（1）使燃料充分燃烧。
（2）尽量减少各种热量损失。
（3）在热机的设计和制造上采用先进的技术。
（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
三、板书设计
◇教学反思◇
通过教学，使学生从生活中体会不同燃料完全燃烧释放热能的特征，建构起燃料的热值概念。依据燃料热值表中的数据及燃料燃烧放出的热量与燃料质量和热值的关系进行简单计算。了解热机工作时释放热量的主要流向，初步认识热机效率，大致了解提高热机效率的途径。
不足：在教学过程中也暴露了很多问题，例如，学生对于燃料的认识很少，生活经验太少。
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