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新华师大版科学九年级上册教学设
课题 热机 单元 第七章 学科 科学 年级 九年级上册
学习目标 情感态度和价值观目标 通过了解热机认识到事物的两而性，感悟经济发展与环境保护相协调的重要性，建立可持续发展的观念．
能力目标 在探究过程中，培养学生的观察能力、分析能力、比较能力、推理能力、描述问题能力和表达信息的能力。
知识目标 1、知道热机、内燃机、冲 程。2、了解热机的工作原理。3、知道吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的特点。4、了解热机中的能量转化。5、了解火箭的工作原理及火箭的结构
重点 热机的能量转化，汽油机的吸气、压缩、做功、排气四个冲程及压缩和做功冲程中的能量转化，柴油机与汽油机的异同，热机的工作循环。
难点 热机冲程的辨别，做功冲程和其他冲程之间的关系，一个工作循环中活塞往复的次数、对外做功次数的判断。
学法 讨论法、发现法 教法 讲练结合、启发诱导
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 播放视频热机 ( http: / / www.21cnjy.com ) 观看视频 通过观看热机应用的视频让学生初步了解热机引起学习的兴趣
讲授新课 一、热值思考讨论：你知道食物和燃料都具有什么能吗？ ( http: / / www.21cnjy.com )绿色植物通过光合作用把能量以化学能的形式贮存起来。 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )肉类、奶类和蛋类所含的能量是动物在生长过程中吃植物或其他动物所得来的，所以食物中所包含的能量属于化学能。 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )煤、石油和天然气等燃料都是由埋藏在地下的生物，受地层压力和热的作用长期演变而成的。所以煤、石油和天然气具有化学能。1、燃料的种类（1）固体燃料：木柴、煤炭等.（2）液体燃料：汽油、酒精等。（3）气体燃料：天然气、人工煤气、氢气等。思考：你知道燃料燃烧时能量是如何转化的吗？燃料燃烧时化学能以热量形式释放，转化为周围物体增加的内能。思考讨论：相同质量的木柴、烟煤、液化石油气、煤气、天燃气、燃烧时放出的热量谁最多呢？某调查表明：四口之家分别单独使用不同种类 ( http: / / www.21cnjy.com )的燃料时平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg，天燃气12Kg。参考答案：天燃气燃烧时放出的热量最多，因为释放相同的热量，天燃气需要的质量较少。可见不同的燃料燃烧释放热量的能力不同。2、热值（1）定义：1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。（2）在国际单位制中热值的单位是焦/千克，符号为J/kg。不同的燃料它的热值一般不同一些燃料的热值（单位：J/kg）干木柴1.2×107柴油4.3×107烟煤约2.9×107煤油4.6×107无烟煤约3.4×107汽油4.6×107焦炭3.0×107天燃气8.4×107木炭3.4×107煤气4.2×107酒精3.0×107氢气14.3×107你能说出干木柴的热值是1.2×107 J/kg表示的意义吗？表示1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107 J（3）意义：热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。表示燃料放热能力强弱的物理量，用q表示。思考讨论：热值的大小与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧有关吗？热值的大小与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧等无关。热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关。学以致用判断关于热值的说法（ ）A、通风越好，供氧越充足，燃料的热值就越大。B、1kg的酒精比0.2kg酒精的热值大。C、汽油不燃烧时，热值为0。D、燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多。E、1kg燃料完全燃烧时放出的热量就是它的热值。答案：E3、燃料燃烧放热的计算（1）燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:固体燃料：Q放=mq 气体燃料：Q放=Vq Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3)。把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少酒精？解： 2kg水温度升高吸收的热量为：Q吸=cm1（t-t0）=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-25℃）=6.3×105J查表得酒精热值为q=3.0×107J/kg，设所需酒精为m2 ，则完全燃烧酒精放 出的热量为： Q放=m2q=m2×3.0×107J/kg 由Q吸=Q放得： m2=2.1×10-2kg说明：实际上燃料很难完全燃烧，因此放出的热量往往少于根据热值计算出的热量。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。思考讨论：怎样提高燃料的利用率呢？（1）改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，（2）根据热传递的三种方式：热传导、对流、热辐射尽可能减少各种热损失。二、热机1、热机是热力发动机的简称(1)热机是把内能转化为机械能的机器。(2)热机的原理：燃料的化学能转化为内能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动。内能转化叶轮的机械能。 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )2、常见的热机利用内能做功的机器有很多，例如： ( http: / / www.21cnjy.com )蒸汽机 ( http: / / www.21cnjy.com )内燃机 ( http: / / www.21cnjy.com )汽轮机 ( http: / / www.21cnjy.com )航天喷气发动机 ( http: / / www.21cnjy.com )涡轮（喷气）发动机 ( http: / / www.21cnjy.com )火箭喷气发动机3、内燃机(1)内燃机：燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。(2)常见的内燃机：A、汽油机：工作物质为汽油B、柴油机：工作物质为柴油活动:汽油机模型实验在厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根放电针，放电针和静电起电机连接。将少量汽油喷入管内，用软木塞塞住管口，摇动起电机，仔细观察产生的现象。 ( http: / / www.21cnjy.com )实验结论：实验结果表明，放电针产生火花、筒内汽油被点燃后，软木塞被筒内点燃的高温高压气体冲出。观察对比并说出实验模型与实际的汽油机结构的区别 ( http: / / www.21cnjy.com ) ( http: / / www.21cnjy.com )总结：实际的汽油机结构比以上实验模型要复杂 ( http: / / www.21cnjy.com )一些有机玻璃圆筒换成金属汽缸，软木塞换成能上下移动的活塞，放电针换成火花塞，活塞与连杆曲轴相连。 当活塞做连续的上下往复运动时，曲轴就能转动起来。（3）汽油机的工作过程 ( http: / / www.21cnjy.com )活塞在汽缸内向上或向下移动一次叫做内燃机的一个冲程。①吸气冲程当曲轴转动带动活塞向下移动时，汽油和空气混合物经进气阀被吸入，汽缸进气门打开，排气门关闭。 ( http: / / www.21cnjy.com )②压缩冲程压缩冲程：进气阀排气阀关闭，油气混合物随着活塞上移被压缩。当活塞接近汽缸顶部的瞬间，火花塞点火。 ( http: / / www.21cnjy.com )③做功冲程油气 混合物被点燃，剧烈燃烧形成的高温高压气体再次推动活塞向下运动，带 动曲轴旋转。 ( http: / / www.21cnjy.com )④排气冲程在此循环的第四阶段，排气阀打开， 随着活塞上移，废气排出汽缸。 ( http: / / www.21cnjy.com )观看动画汽油机工作原理汽油机工作特点四个冲程，一次循环，曲轴两圈，一次做功思考讨论1、在四个冲程中，哪些冲程发生能量转化？压缩冲程：机械能转化成内能;做功冲程：内能转化成机械能。2、一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动几周？做功几次？一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，做功一次。3、一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余冲程是靠什么完成的？四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。（3）柴油机 ( http: / / www.21cnjy.com )汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。柴油机的构造原理、工作过程与汽油机相似。柴油机和汽油机相比较你还知道有哪些不同之处吗？①燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油;②吸气不同：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有空气;③点火方式不同：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式。④应用不同：汽油机机身轻巧，提升功率快，转速快，常用在小汽车、飞机及小型农机上。柴油机可以做得比汽油机功率大、效率高。但柴油机比较笨重，震动大，转速较慢。常用在坦克、机车、拖拉机、载重汽车和海轮上。思考讨论：柴油机为什么没有点火装置？这是因为柴油机的压缩比要比汽油机大，即把吸 ( http: / / www.21cnjy.com )入的空气压缩到1/12～1/20（汽油机为1/6～1/9）。这时压强达到35～45大气压，温度可升高到700～1500℃。所以柴油机没有点火装置，在压缩冲程末，由喷油嘴喷入雾状柴油立即点燃。（4）热机的效率①热机做出的有用机械功的那部分能量跟 燃料完全燃烧所放出的能量之比叫做热机的效率。②热机效率通常用百分数表示汽油机的效率是20％～30％，柴油机的效率是28％～40％。蒸汽机的效率只有6％～15％所以目前蒸汽机已很少使用，逐步被内燃机替代。热机的能流图 ( http: / / www.21cnjy.com )能量损失：主要是排出废气的温度很高要带走很大一部分能量，还有一些能量损耗在散热及克服摩擦做功上。阅读课本：科学 技术 社会 环境思考讨论：怎样减少热机对环境的污染？你应该怎样做？汽车尾气产生的污染，已成为 ( http: / / www.21cnjy.com )当前一大社会公害。为减少热机对环境的污染国家制定了汽车尾气排放标准，还成立了专门机构研究和管理。我们应该三、火箭低碳出行减少热机对环境的污染。三、火箭 ( http: / / www.21cnjy.com )（1）火箭是火箭发动机的简称。这是一种新型的热机。它是发射人造 卫星和宇宙飞船的动力装置。（2）火箭的工作原理火箭是利用反冲作用产生动力的发 动机， ( http: / / www.21cnjy.com )燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧，产生高温高压燃气，燃气通过喷管向后喷 出，同时产生大小相等、方向相反的推力，把火箭推向前进。 ( http: / / www.21cnjy.com )4、火箭的种类火箭使用的燃料、氧化剂有液体和固体两种，火箭分为液体火箭和固体火箭。现代火箭一般采用二级或三级火箭，当一级火箭工作完成后，空壳脱落，下 一级火箭继续工作。阅读视窗说一说你对长征火箭了解多少？1.甲、乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，其意义是（ ）。 A.甲的功率大于乙的功率B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C.乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大 D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少答案：C2. 如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（ ）。A.丙、丁、乙、甲 B.乙、丁、甲、丙 C.乙、甲、丁、丙 D.甲、乙、丙、丁答案：B3.食物和燃料内部都贮存着 ( http: / / www.21cnjy.com ) 能，当食物为人所食用后，或燃料燃烧后，它们所贮存的这部分能量将转化 能。答案：化学;内4.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，在 压缩冲程中——————-能转化为——————能。答案：机械;内5.煤气密度为0.6kg/m3，热值为4.2×107J/kg。某家庭一个月使用煤气20m3，求这些煤气完全燃烧释放出的热量。答案：5.04 ×108J 思考讨论：食物和燃料都具有什么能。阅读课文说出燃料的种类阅读并思考讨论阅读课文说出热值的概念说出热值的意义学生练习学生理解公式并说出例题的思路让学生阅读课文说出热机的概念以及原理观看图片利用内能做功的机器阅读课文理解内燃机动手做一做并观察实验现象学生总结观察并说出区别观察图片并结合课本内容说出汽油机的四个冲程小组思考讨论1、2、3题并总结答案阅读课文并思考讨论：柴油机为什么没有点火装置阅读课文说出热机的效率的定义知道热机效率通常用百分数表示观察能流图学生畅所欲言阅读课文总结火箭结构的工作原理及种类学生练习 通过思考让学生认识到食物和燃料都具有化学能。锻炼学生的阅读总结能力锻炼学生的理解总结能力锻炼学生的阅读能力让学生进一步理解热值进一步理解热值让学生能灵活运用公式让学进一步理解热机加深对常见热机的理解锻炼学生的阅读螚力锻炼学生的动手观察能力锻炼学生组织语言的能力锻炼学生的观察能力加深对四个冲程的理解锻炼学生的合作交流能力加深理解柴油机的特点锻炼学生的自学能力让学生知道能量损失在什么地方扩散学生的思维让学生热爱环境低碳出行锻炼学生的阅读总结能力巩固所学知识
课堂小结 1、热值：1千克(1立方米）某种燃料完全燃烧发出的热量。单位：J/kg（J/m3) 2、燃料完全燃烧放出热量计算公式：Q=mq；Q=vq。3、热机是把内能转化为机械能的机器。汽油机的工作过程包括四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。4、热机的效率：热机做出的有用机械功的那部分能量跟 燃料完全燃烧所放出的能量之比5、火箭是火箭发动机的简称。这是一种新型的热机。 梳理本节课知识内容，把自己所学到的知识与老师同学交流，最后总结出本节课的知识点。 培养学生总结归纳的能力。梳理机械运动知识形成一个完整的知识体系。同时也可以帮助学生记忆。
板书 热机一、热值1、热值：1千克(1立方米）某种燃料完全燃烧发出的热量。单位：J/kg（J/m3) 2、燃料燃烧放热的计算固体燃料：Q放=mq 气体燃料：Q放=Vq 二、热机1、热机是把内能转化为机械能的机器。2、热机的原理3、汽油机的工作过程包括四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。三、火箭1、火箭的工作原理2 、火箭的结构3、火箭的种类
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《热机》练习
一、单选题
1、下列说法正确的是( )
A. 燃料的热值与燃料燃烧情况无关 ( http: / / www.21cnjy.com )
B. 容易燃烧的燃料的热值一定大
C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D. 1kg的煤的热值是2kg煤的热值的一半 21·世纪*教育网
2、柴油机工作一个循环需四个冲程,其中由机械能转化为内能的是 ( )
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
3、在做功冲程中,某汽油机 ( http: / / www.21cnjy.com )燃气的平均压强是3×106 Pa,某柴油机燃气的平均压强是7×106 Pa。若汽油机和柴油机活塞面积和活塞移动的距离都相同,则汽油机与柴油机在这个冲程中做功之比是( )www-2-1-cnjy-com
A. 4∶3 B. 3∶4 C. 7∶3 D. 3∶7 2-1-c-n-j-y
4、下图为某个四冲程内燃机工作过程中的一个冲程,由图中情况可判定这个冲程 ( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A. 是排气冲程 B. 是做功冲程
C. 正在把机械能转化为内能 D. 不是依靠飞轮的惯性完成的
5、内燃机的工作物质是 ( )
A. 水蒸气 B. 汽油或柴油 C. 空气 D. 燃料燃烧生成的燃气
6、现代火箭用液态氢作为燃料,是因为它具有 ( )
A. 较大的比热容 B. 较低的沸点
C. 较高的凝固点 D. 较大的热值
7、为了保护环境,控制和消除大气污 ( http: / / www.21cnjy.com )染,在普及煤气和天然气使用的同时,更要注意安全.一旦门窗紧闭的厨房内发生煤气大量泄漏,极易引起爆炸,当你从室外进入厨房嗅到煤气异味时,下列操作中,你认为最安全的是 ( )21cnjy.com
A. 立即给煤气维修部门打电话,关闭煤气源
B. 立即打开电灯,寻找泄漏处
C. 立即开启抽油烟机排出煤气,关闭煤气源
D. 立即打开门和窗,关闭煤气源
8、单缸四冲程汽油机工作时,有些冲程是辅 ( http: / / www.21cnjy.com )助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成,只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的,这个冲程是 ( )21*cnjy*com
A. 压缩冲程 B. 做功冲程 C. 吸气冲程 D. 排气冲程
二、填空题
9. 汽油机的一个工作循环有________个冲程，如图所示是汽油机的_____冲程.若飞轮转速是1800r／min，则汽油机每秒钟完成__________个冲程.
( http: / / www.21cnjy.com )【来源：21cnj*y.co*m】
10、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机 ( http: / / www.21cnjy.com )，它的每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后后，立刻向气缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压的水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度 (填“升高”“降低”或“不变”)，其内能 (填“增大”“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是______ 冲程。
11、 一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min,则在1 s内,柴油机完成 个冲程;对外做功的次数是 。【出处：21教育名师】
三、解答题
12、2010年4月20日夜间 ( http: / / www.21cnjy.com )，位于墨西哥的钻井平台安生爆炸，造成原油大量泄漏，载至5月27日已漏出的原油约7×107L，给该地区造成巨大的生态灾难和经济损失，已知原油的密度为0.9×103Kg/m3，热值为4.4×107J/Kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。求：
(1)假设这些泄漏的原油完全燃烧，放出的热量约为多少焦？
(2)假设放出的这些热量全部被水吸收，可以使多少千克的水从10℃升高到100℃？
《热机》参考答案
1、【答案】A
【解析】A、燃料的热值只与燃料的种类有关， ( http: / / www.21cnjy.com )与燃料的燃烧情况无关，故A正确；
B、热值大小与燃料是否容易燃烧无关，故B错误；
C、煤的热值比干木柴大，说明1kg的煤完全燃烧放出的热量比1kg干木柴完全燃烧放出的热量多，本选项的说法中两者质量不一定相等，故C错误；
D、热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故D错误.
故选：A.21教育网
2、【答案】B
【解析】机械能转化为内能应该是压缩气体使其内能增加,所以为压缩冲程,B正确.
3、【答案】D
【解析】提示:W=Fl=pSl。其中,二者活塞面积S和活塞移动的距离l都相同,因此做功之比等于压强之比。www.21-cn-jy.com
4、【答案】C
【解析】由图知,进、排气门关闭,活塞向上运动,应该是压缩冲程,把机械能转化为内能,C正确.
5、【答案】D
( http: / / www.21cnjy.com )6、【答案】D
【解析】火箭用液态氢作燃料是为了在燃烧时获得更多的内能,因为氢的热值较大,D正确.
7. 【答案】D
【解析】 应该打开门窗,关闭气源,再打电话报修,不可以开灯.开抽油烟机,因为这时的电火花可以发生煤气爆炸,应选D.2·1·c·n·j·y
8、【答案】B
【解析】四冲程汽油机,只有做功冲程是燃气做功推动活塞运转,其他三个冲程是靠飞轮惯性来完成的,所以B正确.21世纪教育网版权所有
9、【答案】4；做功；60
【解析】汽油机的一个工作循环 ( http: / / www.21cnjy.com )有四个冲程；如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞下行，可以判断是做功冲程；飞轮转速是1800r/min=30r/s，表示每秒飞轮转动30圈，要经过60个冲程，对外做功15次.故答案为：4；做功；60.【来源：21·世纪·教育·网】
10、【答案】降低；减小；排气
( http: / / www.21cnjy.com )11、【答案】80 20
【解析】本题考查热机的工作原理,难度中 ( http: / / www.21cnjy.com )等。一台柴油机飞轮的转速为2 400 r/min,则该柴油机每秒转40圈,汽油机一个完整的工作循环包括四个冲程,活塞往复两次,曲轴转动两周,对外做功一次,则该柴油机在1 s内共完成了80个工作冲程、20个工作循环,即对外做功20次。
12、(1)【答案】泄漏原油的体积： ( http: / / www.21cnjy.com )v=7×107 L=7×107 ×10-3 m3 =7×104 m3
泄漏原油的质量： m=ρv=0.9×103 kg/m3 ×7×104 m3 =6.3×107 kg；
这些原油完全燃烧放出来的热量： Q放 =mq=6.3×107 kg×4.4×107 J/kg=2.772×1015 J；
(2)【答案】由题知，水吸收的热量： Q ( http: / / www.21cnjy.com )吸 =Q放 =2.772×1015 J；
∵Q吸 =c水 m水 △t
∴m=Q吸/c水△t=2.772×1015J/4.2×103J/(kg ℃)×(100℃ 10℃)≈7.3×109 kg
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热机
科学新华师大版 九年级上册第7章第3节
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教学目标
导入新课
教学目标
新课讲解
一、热值
思考讨论：你知道食物和燃料都具有什么能吗？
绿色植物通过光合作用把能量以化学能的形式贮存起来。
肉类、奶类和蛋类所含的能量是动物在生长过程中吃植物或其他动物所得来的，所以食物中所包含的能量属于化学能。
教学目标
新课讲解
煤、石油和天然气等燃料都是由埋藏在地下的生物，受地层压力和热的作用长期演变而成的。所以煤、石油和天然气具有化学能。
教学目标
新课讲解
参考答案:食物和燃料都具有化学能。
1、燃料的种类
教学目标
新课讲解
（1）固体燃料：木柴、煤炭等.
（2）液体燃料：汽油、酒精等。
（3）气体燃料：天然气、人工煤气、氢气等。
燃料燃烧时化学能以热量形式释放，转化为周围物体增加的内能。
思考：你知道燃料燃烧时能量是如何转化的吗？
思考讨论：相同质量的木柴、烟煤、液化石油气、煤气、天燃气、燃烧时放出的热量谁最多呢？
教学目标
新课讲解
某调查表明：四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg，天燃气12Kg。
参考答案：天燃气燃烧时放出的热量最多，因为释放相同的热量，天燃气需要的质量较少。可见不同的燃料燃烧释放热量的能力不同。
（1）定义：1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
教学目标
新课讲解
2、热值
（2）在国际单位制中热值的单位是焦/千克，符号为J/kg。
不同的燃料它的热值一般不同
教学目标
新课讲解
一些燃料的热值（单位：J/kg）
干木柴 1.2×107 柴油 4.3×107
烟煤 约2.9×107 煤油 4.6×107
无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107
焦炭 3.0×107 天燃气 8.4×107
木炭 3.4×107 煤气 4.2×107
酒精 3.0×107 氢气 14.3×107
教学目标
新课讲解
（3）意义：热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。表示燃料放热能力强弱的物理量，用q表示。
你能说出干木柴的热值是1.2×107 J/kg表示的意义吗？
表示1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107 J。
教学目标
新课讲解
思考讨论：热值的大小与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧有关吗？
热值的大小与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧等无关。热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关。
判断关于热值的说法（ ）
A、通风越好，供氧越充足，燃料的热值就越大。
B、1kg的酒精比0.2kg酒精的热值大。
C、汽油不燃烧时，热值为0。
D、燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多。
E、1kg燃料完全燃烧时放出的热量就是它的热值。
E
教学目标
学以致用
3、燃料燃烧放热的计算
教学目标
新课讲解
Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3)。
（1）燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:
固体燃料：Q放=mq
气体燃料：Q放=Vq
教学目标
典型例题
把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少酒精？
Q吸=cm1（t-t0）
=4.2×103J/（kg·℃）×2kg×（100℃-25℃）
=6.3×105J
解： 2kg水温度升高吸收的热量为：
查表得酒精热值为q=3.0×107J/kg，设所需酒精为m2
则完全燃烧酒精放 出的热量为：Q放=m2q
=m2×3.0×107J/kg 由 Q吸=Q放 得：
m2=2.1×10-2kg
教学目标
典型例题
说明：实际上燃料很难完全燃烧，因此放出的热量往往少于根据热值计算出的热量。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。
教学目标
典型例题
思考讨论：怎样提高燃料的利用率呢？
（1）改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，
（2）根据热传递的三种方式：热传导、对流、
热辐射尽可能减少各种热损失。
二、热机
教学目标
新课讲解
1、热机是热力发动机的简称
（1）热机是把内能转化为机械能的机器。
燃料的化学能
内能
机械能
做功
燃烧
（2）热机的原理：燃料的化学能转化为内能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动。内能转化叶轮的机械能。
教学目标
新课讲解
蒸汽机
内燃机
利用内能做功的机器有很多，例如：
2、常见的热机
教学目标
新课讲解
汽轮机
航天喷气发动机
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教学目标
新课讲解
火箭喷气发动机
涡轮（喷气）发动机
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(1)内燃机：燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
教学目标
新课讲解
(2)常见的内燃机：
A、汽油机：工作物质为汽油
B、柴油机：工作物质为柴油
3、内燃机
教学目标
新课讲解
汽油机模型实验
活动
在厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根放电针，放电针和静电起电机连接。将少量汽油喷入管内，用软木塞塞住管口，摇动起电机，仔细观察产生的现象。
软木塞
圆筒
放电针
连接起电机
实验结论：实验结果表明，放电针产生火花、筒内汽油被点燃后，软木塞被筒内点燃的高温高压气体冲出。
教学目标
新课讲解
软木塞
圆筒
放电针
连接起电机
观察对比并说出实验模型与实际的汽油机结构的区别
活塞
排气门
连杆
火花塞
进气门
曲轴
气缸
教学目标
新课讲解
总结：实际的汽油机结构比以上实验模型要复杂一些有机玻璃圆筒换成金属汽缸，软木塞换成能上下移动的活塞，放电针换成火花塞，活塞与连杆曲轴相连。 当活塞做连续的上下往复运动时，曲轴就能转动起来。
教学目标
新课讲解
（3）汽油机的工作过程
活塞在汽缸内向上或向下移动一次叫做内燃机的一个冲程。
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教学目标
新课讲解
①吸气冲程
当曲轴转动带动活塞向下移动时，汽油和空气混合物经进气阀被吸入，汽缸进气门打开，排气门关闭。
进气阀
排气阀
教学目标
新课讲解
②压缩冲程
压缩冲程：进气阀排气阀关闭，油气混合物随着活塞上移被压缩。当活塞接近汽缸顶部的瞬间，火花塞点火。
教学目标
新课讲解
③做功冲程
油气混合物被点燃，剧烈燃烧形成的高温高压气体再次推动活塞向下运动，带动曲轴旋转。
教学目标
新课讲解
燃烧后的废气
④排气冲程
在此循环的第四阶 段，排气阀打开， 随着活塞上移，废 气排出汽缸。
教学目标
新课讲解
汽油机工作原理
观看动画汽油机工作原理
汽油机工作特点：四个冲程，一次循环，曲轴两圈，一次做功。
观看动画汽油机工作原理说一说汽油机工作特点。
教学目标
新课讲解
压缩冲程：机械能转化成内能;做功冲程：内能转化成机械能。
2、一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动几周？做功几次？
思考讨论:
1、在四个冲程中，哪些冲程发生能量转化？
教学目标
新课讲解
3、一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余冲程是靠什么完成的？
四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，做功一次。
教学目标
新课讲解
（3）柴油机
喷油嘴
柴油机的构造原理、工作过程与汽油机相似。
汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
教学目标
新课讲解
①燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油;
②吸气不同：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有空气;
思考讨论：柴油机和汽油机相比较你还知道有哪些不同之处吗？
教学目标
新课讲解
④应用不同：汽油机机身轻巧，提升功率快，转速快，常用在小汽车、飞机及小型农机上。
柴油机可以做得比汽油机功率大、效率高。但柴油机比较笨重，震动大，转速较慢。常用在坦克、机车、拖拉机、载重汽车和海轮上。
③点火方式不同：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式。
教学目标
新课讲解
思考讨论：柴油机为什么没有点火装置？
这是因为柴油机的压缩比要比汽油机大，即把吸入的空气压缩到1/12～1/20（汽油机为1/6～1/9）。这时压强达到35～45大气压，温度可升高到700～1500℃。所以柴油机没有点火装置，在压缩冲程末，由喷油嘴喷入雾状柴油立即点燃。
教学目标
新课讲解
（4）热机的效率
①热机做出的有用机械功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫做热机的效率。
②热机效率通常用百分数表示
汽油机的效率是20％～30％，柴油机的效率是28％～40％。蒸汽机的效率只有6％～15％所以目前蒸汽机已很少使用，逐步被内燃机替代。
教学目标
新课讲解
热机的能流图
燃气内能
废气内能
有用机械能
散热损失
机械损失
能量损失：主要是排出废气的温度很高要带走很大一部分能量，还有一些能量损耗在散热及克服摩擦做功上。
教学目标
新课讲解
阅读课本：科学 技术 社会 环境
思考讨论：怎样减少热机对环境的污染？你应该怎样做？
汽车尾气产生的污染，已成为当前一大社会公害。为减少热机对环境的污染国家制定了汽车尾气排放标准，还成立了专门机构研究和管理。我们应该低碳出行减少热机对环境的污染。
教学目标
新课讲解
三、火箭
（1）火箭是火箭发动机的简称。这是一种新型的热机。它是发射人造 卫星和宇宙飞船的动力装置。
教学目标
新课讲解
（2）火箭的工作原理
火箭是利用反冲作用产生动力的发 动机，燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧，产生高温高压燃气，燃气通过喷管向后喷 出，同时产生大小相等、方向相反的推力，把火箭推向前进。
教学目标
新课讲解
3 、火箭的结构
喷嘴
废气
燃烧室
涡轮泵
液氧
液氢
气体发生器
冷却管
高温废气
涡轮
4、火箭的种类
教学目标
新课讲解
火箭使用的燃料、氧化剂有液体和固体两种，火箭分为液体火箭和固体火箭。
现代火箭一般采用二级或三级火箭，当一级火箭工作完成后，空壳脱落，下 一级火箭继续工作。
阅读视窗说一说你对长征火箭了解多少？
教学目标
巩固提升
1.甲、乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，其意义是（ ）。
A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
C
教学目标
巩固提升
2. 如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（ ）。
A.丙、丁、乙、甲
B.乙、丁、甲、丙
C.乙、甲、丁、丙
D.甲、乙、丙、丁
B
甲 乙 丙 丁
教学目标
巩固提升
4.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，在 压缩冲程中——————-能转化为——————能。
内
3.食物和燃料内部都贮存着 能，当食物为人所食用后，或燃料燃烧后，它们所贮存的这部分能量将转化 能。
化学
内
机械
教学目标
巩固提升
5.煤气密度为0.6kg/m3，热值为4.2×107J/kg。某家庭一个月使用煤气20m3，求这些煤气完全燃烧释放出的热量。
答案：5.04 ×108J
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教学目标
课堂小结
1、热值：1千克(1立方米）某种燃料完全燃烧发出的热量。单位：J/kg（J/m3)
2、燃料完全燃烧放出热量计算公式：Q=mq；
Q=vq。
3、热机是把内能转化为机械能的机器。
汽油机的工作过程包括四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。
本课小结
4、热机的效率：热机做出的有用机械功的那部分能量跟 燃料完全燃烧所放出的能量之比
5、火箭是火箭发动机的简称。这是一种新型的热机。
教学目标
课堂小结
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