课件35张PPT。第十三章 内能与热机第四节 热机效率和
环境保护燃料的热值 热机效率
环境保护课后作业逐点
导讲练课堂小结当堂检测知1－导1知识点燃料的热值提出问题：目前，人类使用的能量，大部分是怎样获
得的？
柴薪石油煤炭天然气燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤
油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用
草木等植物的秸杆作燃料。
燃料可分为三种：固体燃料、气体燃料、液体
燃料。问 题（一）不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它
们谁的放热本领强呢？不同热值1.定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的
热量。
2.单位：焦每千克，符号：J/kg。气体燃料
的单位：焦每立方米；符号：J/m3。
问 题（二）如图表示一个四口之
家使用某种燃料时的
月消耗量，使用不同
的燃料，消耗量是不
同的，为什么？
家用煤（蜂窝煤）约90千克
液化石油气约30千克答案:
经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比柴多得多。
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃
料的种类有关，与燃料的质量（体积）、
是否完全燃烧无关。
2.燃料燃烧放热公式：
（1）固体或液体燃料Q放=mq
（2）气体燃料：Q放=Vq
3.常见燃料的热值。
【例1】计算4kg的柴油完全燃烧释放的热量.
已知：q=4.3×107J/kg.求Q. Q=mq=4kg×4.3×107J/kg
=1.72×108J.
答：4kg的柴油完全燃烧释放的热量为
1.72×108J.【解】 (1)对于固体和液体燃料的燃烧放热，可用公
式Q＝mq计算。计算时单位要统一：质量
m单位用kg，热值q单位用J/kg，热量Q单
位用J。
(2)对于气体燃料的燃烧放热，常用公式Q＝
qV计算。计算时单位要统一：体积V单位
用m3，热值q单位用J/m3，热量Q单位用J。
1.汽油的热值是4.6×107 J/kg，它表示的物理
意义是 kg汽油完全燃烧所释放的热量
是 J。
（来源《典中点》）知1－练跟踪练习r2知识点热机效率知2－导知2－导1.由上图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只
是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
2.用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的
能量之比叫做热机效率，即： .
3.热机的效率总是小于1.
提出问题:怎样提高热机的效率？问 题（一）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。
【例】关于热机的效率，下列说法中正确的是( )
A．热机做的有用功越多，效率一定越高
B．热机消耗的燃料越少，热机效率一定越高
C．热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，热
机效率一定越高
D．热机做功越快，热机效率一定越高
C错解：A、B、D
错解分析：错选原因是不能正确理解热机效率。热机
的效率是热机工作时对外做的有用功与燃料完全燃烧
释放的能量之比，不能单凭做有用功的多少或消耗燃
料的多少来判断热机效率的高低，所以选项A、B错；
热机的效率与热机做功的快慢无关，所以选项D错；
若做的有用功相同，消耗燃料少的热机效率高，若消
耗相同的燃料，做有用功多的热机效率高，所以选项
C正确。
正确答案：C 要比较热机效率的高低，就要确定有用
功与燃料完全燃烧所放出的能量的比值的大
小。若有用功相等，就比较所消耗的燃料的
多少；若消耗相同的燃料，就比较所做有用
功的多少。
1.一台汽油机，废气带走总能量的35%，散热
损失的能量占总能量的25%，克服机械摩擦
的能量占总能量的12%，则这台汽油机的效
率可能是（ ）
A.25% B.35%
C.37% D.28%
（来源《典中点》）知2－练跟踪练习3知识点环境保护热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题？知3－导知3－导知3－导知3－导保护的环境的措施：
1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;
2.集中供热；
3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；
4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。燃料的热值定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做
这种燃料的热值
物理意义：热值是燃料本身的一种特性燃料的种类：固体燃料、液体燃料和气体燃料，与
燃料质量和燃烧状态无关单位：J/kg燃料燃烧放出热量的计算公式：Q放= qm热机的效率定义：用来做有用功的那部分能量和燃料
完全燃烧放出的热量之比 提高热机效率的方法： 让燃料充分燃烧、减
少热量损失．保护环境措施改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;集中供热；改用气体燃料，普及煤气和天然气；充分开发利用污染少和无污染的新能源。燃料完全燃烧，放出的热量1.完全燃烧相同质量的甲、乙两种燃料时，若
甲放出的热量多，则甲的热值比乙的热值
__________.
（来源《教材》）燃料完全燃烧，放出的热量2.在煤炭市场中，少数不法商贩将矸石粉碎后
掺在优质煤中销售，客户为了不上当，最恰
当的方法是检测下列物理量中的（ ）
A.热值 B.比热容
C.温度 D.质量（来源《教材》）3.现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有 （ ）
A.较大的比热容 B.较低的沸点
C.较大的热值 D.较高的凝固点（来源《教材》）燃料完全燃烧，放出的热量4.干木柴的热值是1.2×107J/kg,它的物理意
义是_________________________________。
完全燃烧4kg的干木柴，能放出__________
热量。（来源《教材》）5.热机在能的转化过程中不可避免地要损失一
部分能量，并且会对环境造成一定程度的污
染。请指出热机工作过程中存在的各种形式
的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污
染。（来源《教材》）必做：《典中点》第2、4、7、8、9、10、11、12、19题 选做：《点中典》第20、22题必做：《点拨》Ⅲ第1-8，选做： 9、11题选做：《点拨》 T9、1113.4 热机效率和环境保护
必做题目：
1.（中考·郴州）我国随着航天事业发展需要，正在研制大功率液氢发动机。这种发动机主要是因为氢具有（ ）
A.较小的密度
B.较大的比热容
C.较高的热值
D.较低的沸点
2.热机运转中，对外做的 与燃料 所释放的能量的比值称为热机效率。由其定义可以得出热机效率的计算公式为η＝ 。
3.（宜昌）为节约能源，需提高热机的效率，下列措施不能提高效率的是（ ）
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量减少热机部件间的摩擦
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量增加热机的工作时间
4.热机的广泛使用极大地促进了社会的发展，但同时也带来了环境污染问题。热机对环境的污染主要表现在（ ）
A.大气污染和水污染
B.大气污染和固体废弃物染
C.大气污染和噪声污染
D.噪声污染和水污染
5.下列供热方式最有利于环境保护的是（ ）
A.用煤做燃料供热
B.用石油做燃料供热
C.用天然气或煤气做燃料供热
D.用太阳能供热
6.（中考·资阳）关于燃料的热值下列说法正确的是（ ）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料的热值一定大
C.煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D.0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的热值一样大
7.关于热机的效率，下列说法中正确的是（ ）
A.热机做的有用功越多，效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少，热机效率一定越高
C.热机做一定的有用功，消耗的同种燃料越少，热机效率一定越高
D.热机做功越快，热机效率一定越高
8.汽油的热值为4.6×107 J/kg，现有汽油2 kg，选其中一半完全燃烧，放出的热量是 J，剩余汽油的热值是 J/kg。
9.（2015·益阳）下列关于内燃机的说法正确的是（ ）
A.汽车的发动机是内燃机
B.蒸汽机、汽轮机、喷气发动机都是内燃机
C.内燃机工作时，压缩冲程将内能转化为机械能
D.先进的制造技术能将内燃机的效率提高到100%
二、选做题目：
10.（无锡）下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（ ）
A.热机排出的尾气没有内能
B.热机的效率能达到100%
C.热机都是使用汽油做燃料
D.热机的大量使用会造成环境污染
（第10题）
11.（·镇江）某同学用图示装置测量酒精热值。他在烧杯中加入300 g水，调好装置后，加热使水温升高50 ℃，水需要吸收的热量为 J。他测得此过程中消耗了6 g酒精，利用酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，算得酒精热值q＝ J/kg。他查表得到q酒精＝3.0×107 J/kg，发现两者偏差较大，你认为其中的原因可能是 （写出一条即可）。
答案
必做
1.C
2．有用功；完全燃烧；×100%
3．D 4.C 5.D
6．D 点拨：本题容易错选A、B、C，错选原因是不能正确理解热值的概念。燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃料的燃烧情况、是否容易燃烧无关，故A、B错误，D正确；燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关系，因此热值大的燃料不一定放出的热量多，故C错误。
7．C 点拨：本题容易错选A、B、D，错选原因是不能正确理解热机效率。热机的效率是热机工作时转化为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量之比，不能单凭做有用功的多少或消耗燃料的多少来判断热机效率的高低，所以选项A、B错；热机的效率与热机做功快慢无关，所以选项D错；若做的有用功相同，消耗同种燃料越少的热机效率越高，所以选项C正确。
8．4.6×107；4.6×107 点拨：汽油完全燃烧放出的热量：Q放＝mq＝1 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×107 J；由于热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，而与燃料的多少无关，因此剩余汽油的热值仍是4.6×107 J/kg。
9．A 点拨：汽车的发动机是内燃机，故A正确；蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机都属于热机，故B错误；内燃机工作时，压缩冲程将机械能转化为内能，故C错误；热机在工作时，废气会带走一部分热量、燃料不可能完全燃烧、克服部件之间的摩擦会消耗能量等，所以热机的效率不可能达到100%，故D错误；故选A。
选做
10．D 点拨：一切物体在任何温度下都有内能，所以热机排放的尾气也有内能，所以A是错误的；热机在工作时不可避免要克服机械部件间的摩擦做额外功，机械效率不可能达到100%，所以B是错误的；汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油，蒸汽机燃烧煤，并不是所有的热机都燃烧汽油，所以C是错误的；热机在使用时会排放出一些有害的气体，会造成环境污染，所以D是正确的。故选D。
11．6.3×104；1.05×107；酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等
点拨：水的质量m水＝300 g＝0.3 kg，水吸收的热量：Q吸＝c水m水Δt＝4.2×103 J/(kg·℃)×0.3 kg×50 ℃＝6.3×104 J；酒精的质量m酒精＝6 g＝0.006 kg，由于酒精燃烧放出的热量与水吸收的热量相等，则Q放＝Q吸＝6.3×104 J；酒精热值q＝＝＝1.05×107 J/kg；比酒精的实际热值q酒精＝3.0×107 J/kg小得多，原因是：酒精燃烧时不一定完全燃烧，酒精燃烧时释放的热量不能完全被水吸收等。
13.4 热机效率和环境保护
课后作业：方案（B）
一. 必做:
1．热值表示的物理意义是( )
A．1 kg某种燃料含有的热量
B．某种燃料完全燃烧放出的热量
C．1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量
D．1 kg某种燃料燃烧放出的热量
2．〈情景题〉四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量分别为：木柴约200 kg，烟煤约80 kg，液化石油气约30 kg，煤气约60 kg。这四种燃料中哪一种燃料的热值最高( )
A．液化石油气 B．煤气 C．烟煤 D．木柴
3．〈内蒙古鄂尔多斯〉双燃料汽车以天然气或汽油作为燃料，以下说法正确的是( )
A．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
B．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
C．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
D．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
4．〈山东菏泽〉关于“热机”，下列说法中错误的是( )
A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%
B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”
C．用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大的特性
D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱
5．〈安徽芜湖〉国家“西气东输”工程正源源不断地向我市输送较清洁能源——天然气。天然气燃烧时，可以将________能转化为内能。已知天然气的热值为4×107 J/m3，则每输送100 m3的天然气，完全燃烧后就相当于向我市输送了________J的能量。
6．小明通过查询得知：一辆某型号的汽车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图(如图)。
（第6题）
(1)从能量转化角度看，其中“摩擦损耗”的这部分能量转化成________能。
(2)若将汽车转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”，则该发动机的能量转化效率η为________。
7．〈易错题〉下列说法中正确的是( )
A．燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B．采取措施使燃料燃烧得更充分，就可以提高燃料的热值
C．任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
D．煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧时放出的热量比酒精多
8．干木柴的热值约为1.2×107 J/kg，那么( )
A．1 kg的干木柴燃烧时放出的热量约为1.2×107 J
B．0.5 kg的干木柴完全燃烧时放出的热量约为0.6×107 J
C．0.5 kg的干木柴的热值约为0.6×107 J/kg
D．0.5 kg的干木柴完全燃烧时放出的热量约为1.2×107 J
二.选做:
9．〈四川泸州，新情景题〉中石油与俄罗斯天然气公司签订合同，俄罗斯将通过东线和西线向中国供气680亿立方米。天然气燃烧时，将________转化为内能；如果完全燃烧1 m3的天然气所放出的热量全部被水吸收，可在一个标准大气压下将________kg的水从10 ℃加热到沸腾；这些热量相当于完全燃烧________kg煤放出的热量。[水的比热容：c水＝4.2×103 J/(kg·℃)；热值：
q天然气＝3.78×107 J/m3，q煤＝3.15×107 J/kg]
10．王老师家离学校约为9 km，为了便于上下班，他购买了一辆轻便摩托车，所用燃料为93#汽油，有关参数如下表所示。其中汽油的热值表示每千克汽油完全燃烧放出的热量为4.5×107 J。若王老师骑车的平均速度为36 km/h，请计算他从家到学校(不计能量损失)：
轻便摩托车
93#汽油
燃料
汽油
密度
0.7×103 kg/m3
油箱容量
7 L
热值
4.5×107 J/kg
功率
6 kW
价格
8.30元/L
(1)大约需要多少时间？
(2)摩托车需要消耗汽油的质量；
(3)所需要的油费。
答案
一. 必做
1．C
2．A
3．D 点拨：A.以天然气为燃料时，仍有热散失，仍需克服摩擦做额外功，其机械效率不能达到100%，故A错误；B.使用天然气作燃料的原因是对环境污染小、成本低，故B错误； C．由Q放＝mq可知，燃烧时放出的热量与燃料的热值和质量有关，故C错误； D．在压缩冲程中，对燃料混合物做功，使其温度升髙，内能增大，故D正确。
4．A 点拨：由于热机在工作时不可避免地要损失一部分能量，因此不可能将内能全部转化为有用的机械能，因此热机效率不可能达到100%。
5．化学；4×109 点拨：Q＝Vq＝100 m3×4×107 J/m3＝4×109 J。
6．(1)内 (2)12.5% 点拨：从能量的转化角度看，摩擦过程将机械能转化为内能。故“摩擦损耗”的能量转化为：机械能转化为内能；该发动机的能量转化效率为：η＝×100%＝×100%＝12.5%。
7．C 点拨：本题易错之处是不能正确理解热值是燃料的一种特性。热值是燃料本身的一种特性，不同燃料的热值一般不同，对于同一种燃料，它的热值是固定的，不随燃料的质量大小、是否燃烧以及燃烧是否充分等外界因素而改变，故A、B错误；而实际上燃料不可能完全燃烧，所以实际放出的热量比用热值计算出来的数值小，故C正确；燃料燃烧放出的热量多少不仅跟热值有关，还与燃料的质量有关，D选项中煤油和酒精的质量不确定，无法比较放出热量的多少。
8．B
二、 选做
9．化学能；100；1.2
点拨：水吸收的热量：Q吸＝q天然气V＝3.78×107 J/m3×1 m3＝3.78×107 J；
因为Q吸＝c水m水Δt，
所以水的质量为m水＝＝＝100 kg。
由题知，Q吸＝Q放；由Q放＝q煤m煤，可得需要煤的质量：
m煤＝＝＝1.2 kg。
10．解：(1)由v＝，得t＝＝＝0.25 h。
(2)W＝Pt＝6 kW×0.25 h＝6 000 W×0.25×3 600 s＝5.4×106 J。
因不计能量损失，故Q＝W＝5.4×106 J，
由公式Q＝mq得，m＝＝＝0.12 kg。
(3)由ρ＝得V＝＝≈0.17×10－3m3＝0.17 L，
需要的油费为：0.17 L×8.30元/L≈1.41元。
第2节 热机效率
【教学目标】
知识与技能：
1、建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。
2、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。
过程与方法：
通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的负面影响。
情感态度与价值观：
了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物对环境的不良影响，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感。
【教学重点】
燃料的热值、热机效率以及学生环保意识的培养。
【教学难点】
热机效率的理解和环境保护。
【教学准备】
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，布置学生课前进行有关环境污染方面的社会调查。
【教学方法】
启发式教学法，自学讨论法，设疑教学法，类比教学法。
【教学过程】
一、新课引入。
无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功？以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢？今天我将和大家一道共同来学习“第四节 热机效率和环境保护”。（出示课题）
二、新课学习：
1、［课件展示］：木柴取暖、煤气烧饭、锅炉中煤炭燃烧、内燃机车、飞机、轮船等，引出常见的燃料。
2、［设疑］：常见的燃料有木柴、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？
3、［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？
注：如果学生不能回答，可由教师引导：必须保证哪些量相同才能进行比较？（燃料的质量要相同，而且都要完全燃烧）。
4、（由此）引导学生给热值下定义。
（一）、燃料的热值
①定义：把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。（出示板书）。单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m3。
②［思考］：给热值下定义时你认为应该注意哪些？（一是质量必须是单位质量1千克，这就保证了质量相同；二是必须完全燃烧）
③［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。
④学生查热值表，并表述木柴、液化气热值的物理意义。
5、引导学生推导热值的计算公式。
由热值的定义我们知道：
1 kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量；
那么质量为m kg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算？
学生回答：m﹒q 。由此得出热值的计算公式：Q＝mq 。
［思考］：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？
6、例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
解：查表可知q＝3.3×107J/kg，
所以Q＝mq＝4 kg×3.3×107J/kg＝1.32×108 J。
答：完全燃烧释放的热量为1.32×108 J。
7、［学生估算］：在图12－26所示的情况下，所需的干木柴、烟煤和汽油。
［交流与讨论］：在图12－26中，而实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量大大超过计算得出的数值，这是为什么？
（二）、热机效率。
1、［引语］：实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。
2、［课件展示］：课本第38页图12－27“热机燃料燃烧能量走向示意图”。
由图可知，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。
3、引导学生由机械效率的定义得出热机效率。
定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示（即η＝Q有/Q总×100％）。
［过渡语］：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。
4、 学生自学P38第四自然段
［交流与讨论］：如何合理利用能源，提高热机的效率？
后学生归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。
具体措施：（1）使燃料尽可能完全燃烧（煤粉、鼓风）
（2）减小机械摩擦（选用优良润滑油）
（3）尽量简化机械传动部分（三角旋转式发动机）
5、［课件展示］：各种热机的效率
［思考］：热机的效率能否达到100％？为什么？
（三）环境保护
［引语］：热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了一些负面影响，造成了环境污染，如噪声污染、废气污染等。
1、［课件展示］：燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。
2、［交流与讨论］：通过上面的展示，并联系我们的生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响？
后学生归纳：（1）燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影响动植物生长。
（2）汽车等交通工具排放的尾气：
如过多 CO2引起地球温室效应，全球气候变暖。
CO能造成“煤气中毒”，让人缺氧致死。
SO2会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物……
3、［阅读］：我国大气环境质量标准和信息窗内容，进行环保总动员。
4、［交流与讨论］：结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？
然后抽几个学生代表上台发表环保演讲。
三、课堂小结：
出示课件：
1、热值：①概念：
②单位；
③公式：
④计算：
2、热机效率：
①概念：
②提高热机效率的途径：
具体措施：
3、保护环境，从我做起。
四、课内信息反馈：
1、液化气的热值是4.9×107J/ m3，，其物理意义是 ，完全燃烧5 m3 的液化气可以产生 J的热量。
2、火箭常用液态氢气作燃料，其原因是 。
3、下列关于热值的说法正确的是（ ）
A.燃料不燃烧，其热值为零。
B.燃料不完全燃烧其热值要变小。
C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。
D. 燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。
4、一个含0.6 kg无烟煤的蜂窝煤，能烧开5瓶水，而0.6 kg的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的 不同，若q无烟煤=3.4×107J/kg，5瓶水的质量是9kg，从20℃到烧开，那么这个煤炉的效率是 。（一个标准大气压下）
5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是（ ）
A.尽量减少废气带走的热量。
B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。
C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。
D.尽量减少散热损失。
6、煤和石油在燃烧时生成的气体中含有大量的二氧化碳、氮氧化合
物等，燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，这些 和 排放到空气中，严重污染了大气。
7、用煤炭烧开水，水实际吸收的热量远远小于依照热值计算的热量，
为什么？
五、实践活动：
请教化学老师，了解汽车、拖拉机等热机排放的废气中，主要有哪些成分？再请教生物老师，了解哪些对人有害？有什么样的危害？哪些对热体无害？再从网上或有关资料中查询，写一份关于热机与环境的调查报告。
【板书设计】
第四节 热机效率和环境保护
(一) 燃料的热值
1、定义： 把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。
2、单位： J/kg（固体、液体）
J/ m3（气体）
3、公式：Q＝mq（或Q＝Vq）
4、计算：
（二）热机效率
1、定义： 热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。
2、公式：η＝Q有/Q总×100％
3、提高热机效率的主要途径：减少热机各种能量损失
（三）环境保护：从我做起
【教学反思】教师课后完成。
热机效率和环境保护导学案
学习目标
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同,建立燃料热值概念。
2. 会查燃料的热值表。能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。
3、 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向。对热机效率有初步认识 ,能大致说出提高热机效率的途径。
学习重难点
1、利用热值公式Q =mq进行有关燃料放热的简单计算。
2、热机效率的理解和环境保护。
学习过程
二、学习新课：
（一）燃料的热值
1、自主学习：阅读教材50和53页 。通过同学们的讨论，填一填。
（1）燃料燃烧的过程是 能转化为 能的过程，人们使用的能量绝大部分还是通过 获得的。常见的燃料有 、 、 、 等，在燃烧时都会 能量。
（2）热值定义是怎么引人的？
热值定义： 叫做这种燃料的热值，用 表示，单位是 ，气体燃料热值单位是 。
（3）仔细阅读教材P51页热值表，并表述出木柴、液化气热值的物理意义。
q ＝ ，物理意义
q液化气＝ ，物理意义
（4）1kg的干木柴完全燃烧释放出 J的热量；那么质量为10 kg的干木柴完全燃烧释放出 J的热量。你计算的依据是Q= ，这就是燃料燃烧放出的热量的计算公式，其中Q表示 ，m表示物体的 ，q表示
想一想，如果是气体燃料呢？其燃料燃烧放出的热量的计算公式： 。其中Q表示 ， V表示物体的 ，q表示 。
提示：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。
2、展示反馈。
（1）、学生板演P51例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
（2）有—箱质量为10 kg木炭，其热值为3．4×10J／kg．其物理意义是 ，若用掉一半，剩下的木炭的热值为????????? ???
（3）、试计算8m氢气完全燃烧释放的热量。（小组内评一评，谁做的最棒。）
（二）热机效率及环境保护 （阅读教材，完成下面知识内容）
1、自主学习：
（1）、认真阅读课本，掌握热机燃料燃烧能量的走向。
（2）、机械效率的定义是什么，我们如何定义热机效率？
如果用η表示热机效率，那么根据概念其公式可以表示η =
（3）快速的填一填。
①、我们发现各种热机效率是不同的，蒸汽机效率只有??????? ，汽油机效率约是?????? ,柴油机效率约是????????? ，飞机上的喷气发动机效率能达到??????? ．
②、为合理利用能源，人们一直在 努力提高热机效率，其主要途径是 ,首先要???????????? ??????．其次要???????????????? ??????? 。
③、热机的效率能否达到100％？为什么？（说一说）
（4）、观看图片P52页图：燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。
交流讨论：
①通过上面的展示，并联系我们的生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响？（ 小组内互相说一说，来试试）
②结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？（小组讨论，自主发言，大胆发言） 小组内评一评，谁说的最棒。
2、展示反馈：
就以上问题进行反馈。
13.4 热及效率和环境保护
课题
热机效率和环境保护
课型
新授
第4＿课时
备课补充材料
教学目标：（一）知识与技能
1、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向
2、对热机效率有初步认识，能大致说出提高热机效率的途径
（二）过程与方法
3、能举例说明燃料燃烧产生的排放有对环境的影响，能大致说出燃料内能的利用与人类社会关系
4、能科学的角度读懂媒体对与热机有关的环境方面的报道，培养自学的环保意识
（三）情感态度与价值观
5、能了解内能的利用和环境保护的关系，能激发起环境保护的意识
重 点：热机的效率
难 点：热机的效率
教学方法：六助教学法（备助、自助、求助、互助、补助、读助）
教学过程：
导课
复习提问：什么是机械效率？
一、热机是内能转化为机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机的产生和发展，推动了社会生产力的发展，促进人类文明的同时，也带来了环境污染的问题。这一节课，我们就来学习热机效率和环境的保护。
引入新课
二、热机的能量损失
1、提出问题，热机把燃料所蕴藏的化学能除了做有用功以外；同时还有哪些形式损失能量？
2、梳理总结，说出热机燃料释放能量的主要走向。
三、热机效率
1、引出热机效率的概念，提出自学要求，看课本相关内容画出热机效率
2、组织学生讨论：如何提高热机效率
四、环境保护
1、热机给人类生活带来方便的同时，也带来什么问题，你觉得应怎样解决这些问题？
2、组织学生分组讨论、交流，并通过学生的展示予以肯定。
五、出示目标，学生小结
六、巩固练习：
1、热机是把 能转化为 能的机械，在热机里，转变为 的能量和燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
2、如何提高热机效率，是减少能源消耗的重要问题，要提高热机效率，其主要途径是减少热机工作中的各种 损失，其次是保证良好的 ，减少机械损失。
3、为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是
A、尽量使燃料充分燃烧
B、尽量增加热机的工作时间
C、尽量减少废气带走的热量
D、尽量减少热机部件间的摩擦
4、目前，社会上有一些旧的被淘汰的内燃机，从长远看，你认为有必要修一修再使用吗？说明原因？
四、当堂检测：导学课堂巩固1——8题
五：作业导学课后提升
板书设计：
第二课时 热机效率和环境保护
一、热机的能量损失 二、热机效率：热机转变
①燃料未完全燃烧 为有用功的能量与燃料完
②废气带走能量 全燃烧所释放的能量的比值
③克服磨擦消耗能量 三、环境保护
1、环境污染
2、防治措施
教后札记：
热机效率和环境保护
【教学目标】
知识与技能：
1、建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。
2、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。
过程与方法：通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的负面影响。
情感态度与价值观：了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物对环境的不良影响，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感。
【教学重点】
燃料的热值、热机效率以及学生环保意识的培养。
【教学难点】
热机效率的理解和环境保护。
【教学准备】
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，布置学生课前进行有关环境污染方面的社会调查。
【教学方法】
启发式教学法，自学讨论法，设疑问教学法，类比教学法。
【教学过程】
一、新课引入。
无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功？以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢？今天我将和大家一道共同来学习“第四节 热机效率和环境保护”。（出示课题）
二、新课学习：
1、［课件展示］：木柴取暖、煤气烧饭、锅炉中煤炭燃烧、内燃机车、飞机、轮船等，引出常见的燃料。
2、［设置疑问］：常见的燃料有木柴、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？
3、［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？
注：如果学生不能回答，可由教师引导：必须保证哪些量相同才能进行比较？（燃料的质量要相同，而且都要完全燃烧）。
4、（由此）引导学生给热值下定义。
（一）、燃料的热值
①定义：把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。（出示板书）。单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m3。
②［思考］：给热值下定义时你认为应该注意哪些？（一是质量必须是单位质量1千克，这就保证了质量相同；二是必须完全燃烧。）
③［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。
④学生查热值表，并表述木柴、液化气热值的物理意义。
5、引导学生推导热值的计算公式。
由热值的定义我们知道：
1 kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量；
那么质量为m kg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算？
学生回答：m﹒q 。由此得出热值的计算公式：Q＝m﹒q。
［思考］：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？
6、例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
解：查表可知q＝3.3×107J/kg，
所以Q＝mq＝4 kg×3.3×107J/kg＝1.32×108 J。
答：完全燃烧释放的热量为1.32×108 J。
7、［学生估算］：在图12－26所示的情况下，所需的干木柴、烟煤和汽油。
［交流与讨论］：在图12－26中，而实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量大大超过计算得出的数值，这是为什么？
（二）、热机效率。
1、［引语］：实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。
2、［课件展示］：课本第38页图12－27“热机燃料燃烧能量走向示意图”。
由图可知，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。
3、引导学生由机械效率的定义得出热机效率。
定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示（即η＝Q有/Q总×100％）。
［过渡语］：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。
4、 学生自学P38第四自然段
［交流与讨论］：如何合理利用能源，提高热机的效率？
后学生归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。
具体措施：
（1）使燃料尽可能完全燃烧（煤粉、鼓风）
（2）减小机械摩擦（选用优良润滑油）
（3）尽量简化机械传动部分（三角旋转式发动机）
5、［课件展示］：各种热机的效率
［思考］：热机的效率能否达到100％？为什么？
三）环境保护
［引语］：热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了一些负面影响，造成了环境污染，如噪声污染、废气污染等。
1、［课件展示］：燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。
2、［交流与讨论］：通过上面的展示，并联系我们的生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响？
后学生归纳：
（1）燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影响动植物生长。
（2）汽车等交通工具排放的尾气：如过多CO2引起地球温室效应，全球气候变暖。CO能造成“煤气中毒”，让人缺氧致死。SO2会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物……
3、［阅读］：我国大气环境质量标准和信息窗内容，进行环保总动员。
4、［交流与讨论］：结合生活实际谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？
然后抽几个学生代表上台发表环保演讲。
三、课堂小结：
出示课件：
1、热值：①概念：②单位；③公式：④计算：
2、热机效率：①概念：②提高热机效率的途径：具体措施：
3、保护环境，从我做起。
四、课内信息反馈：
1、液化气的热值是4.9×107J/ m3，，其物理意义是 ，完全燃烧5 m3 的液化气可以产生 J的热量。
2、火箭常用液态氢气作燃料，其原因是 。
3、下列关于热值的说法正确的是（ ）
A.燃料不燃烧，其热值为零。
B.燃料不完全燃烧其热值要变小。
C.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。
D. 燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。
4、一个含0.6 kg无烟煤的蜂窝煤，能烧开5瓶水，而0.6 kg的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的 不同，若q无烟煤=3.4×107J/kg，5瓶水的质量是9kg，从20℃到烧开，那么这个煤炉的效率是 。（一个标准大气压下）
5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是（ ）
A.尽量减少废气带走的热量。
B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。
C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。
D.尽量减少散热损失。
6、煤和石油在燃烧时生成的气体中含有大量的二氧化碳、氮氧化合物等，燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，这些 和 排放到空气中，严重污染了大气。
7、用煤炭烧开水，水实际吸收的热量远远小于依照热值计算的热量，为什么？
五、实践活动：
请教化学老师，了解汽车、拖拉机等热机排放的废气中，主要有哪些成分？再请教生物老师，了解哪些对人有害？有什么样的危害？哪些对热体无害？再从网上或有关资料中查询，写一份关于热机与环境的调查报告。
【板书设计】
第四节 热机效率和环境保护
(一) 燃料的热值
1、定义：把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用q表示。
2、单位：J/kg（固体、液体） J/ m3（气体）
3、公式：Q＝mq（或Q＝Vq）
4、计算：
（二）热机效率
1、定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示。
2、公式：η＝Q有/Q总×100％
3、提高热机效率的主要途径：减少热机各种能量损失
（三）环境保护：从我做起
