第十二章内能与热机教案

河南省郸城实验中学 物理教研组
第十二章　内能与热机
第一节　温度与内能
河南省郸城实验中学 物理教研组
【教学目标】
　　1.知识与技能
　　了解温度计的结构和测量原理
学会正的确的使用温度计,学会摄氏度的读法和写法
了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。
　　知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），内能改变。
　　了解热量的概念，热量的单位是焦耳。
　　知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。
　　2. 过程与方法：
通过探究找到改变物体内能的多种方法。
　　通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少。
　　通过学生查找资料，了解地球的“温室效应”。
　　3. 情感态度与价值观：
通过探究，使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。
　　通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
　　鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。
【教学重点】
内能、热量概念的建立，改变物体内能的途径。
液体温度计的原理和摄氏温度的规定。
【教学难点】
做功和热传递在改变物体内能上是等效的
【教学准备】
演示实验：空气压缩器、温度计，三只烧杯分别倒入冷水、温水和热水。
【教学方法】
启发式教学法, 讲授法,实验演示法, 阅读法,科学探究法
【教学过程】
(第一课时) 温度
教学程序 教学过程 设计意图
教师 学生
1.导入 演示实验：学生上台来体验并进行描述，引出温度含义。 学生描述测体温 激发学习兴趣，活跃课堂气氛，过渡到新课。
提问： 温度是表示什么的量？（得出温度定义）凭感觉来判断温度的高低是不大可靠。在同一室温下，用手去摸大理石，感觉有点凉；去摸毛衣和棉被，会感觉暖和。所以不能凭人的感觉去判断温度，那如何才能准确的测量温度？ 物体的冷热程度称为温度。 观看同学做实验。 仪器：温度计 有效体现了学生的主体参与性，让学生在亲身经历实践中体验。
2.温度计的构造和特点 让学生结合温度计和课本上图1—34说出温度计的构造，教师强调观察的顺序（由内到外，由上到下？）温度计上刻度的单位？温度的常用单位：摄氏度℃正确的读法？30℃、—60℃0℃、100℃、—100℃，学会比较—30℃和—40℃、—60℃和25℃、45℃和90℃的大小。温度的国际单位：开尔文符号K温度计：水银、酒精温度计等但每一温度计的原理都是一样的。 生观察，回答：内有很细的玻璃管、玻璃泡（它们内的液体相连），外面有刻度。 ℃ 学生练习温度的读法错误的读法：摄氏30度、负60度 养成良好的观察习惯。
3.温度计的原理 让学生用手捏住温度计使它升温，放手使之降温，引导同学们思考温度计的原理。温度计中水银柱升高跟温度的变化有什么关系？为什么有这样的关系？老师评点和鼓励。 学生探讨温度计的原理，提出猜想：是液体的热胀冷缩性质。 自主发现问题，体验成功的快乐。
4.温度计的 刻度由来 设计方案：如何自己制备温度计。（让学生完成）冰水混合物的温度是0℃，水沸腾时的温度是100℃，那50℃如何刻度呢？1℃如何刻度呢？引导学生找到刻度的方法。 学生思考，讨论，汇报，形成正确的观点。在0℃与100℃之间分成100等份，每一份是1℃，50℃在0℃和100℃的中间。
5.温度计的使用 阅读课文，了解温度计的使用方法。教师和学生边做实验边讲解。1、 能否拿这个温度计去测火焰的温度？能否拿这个温度计去北极测？说明不能测量超过温度计的量程。2、 温度计的玻璃泡要与被测物体充分接触。3、 读数时不能拿出温度计4、 视线要于温度计内液面相平（时间问题） 阅读课文 边观看，边操作，测水的温度。 使学生通过体验，认识到学习知识的好处，同时培养了学生的动手操作能力，养成良好的实验习惯。
液体温度计的测量范围十分有限，介绍其他温度计 电子温度计、金属温度计、色带温度计、卫星的遥感能测出海水0.1℃的变化，光谱分析的方法研究恒星的温度。
总结
6.作业 回家测量沸水的温度 课后题
7.教学反思 学生对温度的理解比较容易，因此重点应该放在温度计的表度上，可以设计情节，让学生自己来完成一支温度计的表度和制作。这样可以充分调动学生的积极性，同时在过程中体验和学习温度的有关知识。在温度计的使用中可以采用错误的例子来教学，加深学生的印象。但是由于条件有限，如果将这节课带到实验室中进行教学，或许可以取得更好的效果。
【板书设计】
一．温度
1、 物体的冷热程度叫温度。
二．温度计
1、 常见的温度计：实验室用温度计；寒暑表；体温计。
3、 原理：利用液体的热胀冷缩性质。
4、 使用
三．摄氏温度
1．1摄氏度规定：
2．读法：25℃读：25摄氏度；-25℃读：负25摄氏度或零下25摄氏度。
四．热力学温度（T=t+273k）
五．体温计
1．特殊结构：弯曲细玻璃管（内装水银）
2．量程：35℃至42℃，分度值是0.1℃
(第二课时) 内能
【教学过程】
引入：内能是一个比较抽象的概念，通过装着开水的暖瓶有时会把瓶盖弹起来这一生活中常见现象，引导学生思考推动瓶盖的能量是什么。暖瓶没有运动，所以不是机械能，暖瓶也没有接电源，也不是电能。那么，这一能量来自哪里呢？
一、内能（热能）
视频：红墨水扩散（学生回顾以前所学的相关知识）
　　　――说明温度越高，粒子的无规则运动（热运动）越剧烈
教师又可以通过展示的运动的足球具有动能,让同学联想运动的分子是否也具有动能。同样通过弹簧形变时具有势能，让学生联想相互吸引或推斥的分子是否也具有势能。在初步给出分子的动能和势能的基础上，定义物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和，叫做物体的内能。
　　教学中还要提醒学生注意内能和机械能的区别。内能是大量分子做无规则运动的能的总和，这种无规则运动是分子在物体内部自身不停的运动,而不是随着物体整体一起所做的运动。而机械能与整个物体的机械运动有关。例如，抛到空中的球，离开地面，具有重力势能；它在空中飞行，具有动能；球内部的分子做无规则热运动，而且分子之间有相互作用，因此球还具有内能。
　由此我们得出了内能的特点:
＊ 一切物体都有内能，内能的大小与温度有关。温度越高，内能越大，任何温下的物体都有内能。
动手动脑学物理:一大桶水和一小桶水,谁的内能大
想想议议:要改变物体的内能可以通过改变物体的温度来实现，因为对同一个物体温度越高内能越大，温度越低内能越小。要鼓励学生根据生活经验和小学自然所学的改变物体温度的方法来想办法。比如，通过热传递改变物体的温度，通过“摩擦生热”改变物体的温度，从而实现改变物体的内能。
探究
1、热传递可改变物体的内能
【演示】点燃酒精灯，将铁丝的一端放在酒精灯的火焰上灼烧，让一名同学手握铁丝的另一端，一会就觉得发烫．
此实验说明：热量从铁丝的一端传递到另一端，这一端的温度升高了，内能增加了
物体的内能改变了.
请同学举出那些生活例子利用的是热传递来改变内能
放在太阳下晒；放在热水中烫。
结论:热传递可以改变物体的内能
　　　热传递过程中传递的能量的多少叫热量，用Q表示，单位也是焦耳。 热传递使物体的内能发生改变的时候，内能的改变是用热量来量度的．物体吸收了多少热量，物体的内能就增加多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少多少．
通过前面的探究，对物体内能的改变，学生有了一定的感性认识。热传递改变物体的内能，学生比较容易理解，热传递的实质就是内能从高温物体转移到低温物体。要使学生了解热量的概念，通过热传递的方式来改变内能，内能改变的多少不能用功来量度，而要用热量来量度，并介绍热量的国际单位也是焦耳。
2、 做功可以改变内能
引入：生活体会――冬天时手很冷，经常通过搓手以取暖；用锯条锯木板时，用手摸一下锯条，会觉得很烫；野外生存中取火的一种方法是钻木取火，等等。
【演示】压缩气体做功
厚壁容器的一端通过胶塞插进一只灵敏温度计和一根气针；另一端有一可移动的胶塞（用卡子卡住），用打气筒慢慢向容器内打气，增大容器内的压强．当容器内的压强增大到一定程度时，读出灵敏温度计的示数，打开卡子，让气体冲开胶塞后，再读出该温度计的示数，实验时可以观察到，胶塞冲出容器后，温度计的示数明显变小．
结论：对物体做功，可以使物体的内能增加
【演示实验】气体对外做功实验
　(1)例子：开啤酒瓶，观察瓶口发生的现象。
　(2)如图所示，加热试管中的液体，沸腾时，可以看到塞子被冲出。
解释：瓶内的气体推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低,使水蒸气凝成小水滴。
结论：物体对外做功，本身的内能就会减少。
小结：从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。功可以用来度量内能改变的多少。
联系与应用：
⑴为什么气温随高度的增大而降低？
　　――地面附近密度较小的空气吸收太阳辐射膨胀而上升，推挤周围空气对外做功，内能减小，温度降低；当上层气团因放出热量温度降低而下沉时，气团收缩，外界空气挤压气团，对气团做功，使气团的内能增大，温度升高。
⑵为什么用气筒给自行车打完气后，摸一下气筒外的外壁，会变热？
　当我们给充足气的轮胎放气时，能看到在气门芯附近有一些小水珠，能解释这种现象产生的原因吗？
小结：改变物体的内能有两种方法：做功和热传递。两种方法对改变物体的内能是等效的，但本质上有所区别。
讨论：有一个装有铁屑的烧瓶，可以用什么方法使铁屑的内能增加？
【例1】关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A．相同质量的两种物体，升高相同的温度，内能增量一定相同
B．一定量0℃的水结成0℃的冰，内能一定减少
C．一定量气体体积增大，但既不吸热也不放热，内能一定减少
D．一定量气体吸收热量而保持体积不变，内能一定减少
【解析】内能是物体内所有分子的动能和相互作用的势能之和．相同质量的两种物体，分子数不同，初始温度及分子间相互作用都不尽相同，升高相同的温度时，内能增量不一定相同，选项A不正确．
0℃的水结成0℃的冰，既放出热量，又增大体积对外做功，因此，其内能一定减少，选项B正确．
一定量气体经历绝热膨胀过程，对外做功，气体的内能一定减少，选项C正确。
一定量气体吸收热量而体积不变，气体不对外做功，内能一定增加而不可能减少，选项D错误．
综上所述，本题正确答案为B、C．
【例2】金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（ ）
　　A．迅速向里推活塞
　　B．迅速向外拉活塞
　　C．缓慢向里推活塞
　　D．缓慢向外技活塞
【解析】物体内能的改变有两种方式，做功和热传递，而且两者是等效的．迅速向里推活塞，外界对气体做功，而且没来得及进行充分热交换，内能增加温度升高，如果达到燃点即点燃，故A正确．迅速向外拉活塞气体对外做功，内能减小，温度降低，故B错．缓慢向里推活塞，外界对气体做功，但由于缓慢推，可充分进行热交换无法确定温度情况，故C错．同理D错．正确答案是A．
【例3】指出下列事例中改变物体内能的方式
1. 冷天用热水取热,人体感到热和
2. 比中,从竿的顶端滑到底端时手感到发热
3. 密封的空气被压缩时温度变高
4. 火炉上烤饼子,饼子变热
5. 用挫刀挫铁块,铁块变热
6. 把火烧热的工件放到冷水中,工件会变凉下来
【板书设计】
1． 内能
1. 内能定义:分子由于运动而具有的动能和势能之和
2. 物体内能的大小与物体的温度有关
3. 任何温度下的物体都具有内能
二.改变内能的方式
1. 做功
2. 热传递:
三.热量
1. 定义:物体通过热递的方式所改变的内能
2. 单位:焦耳 符号: J
3. 热量、温度、内能的区别
第十二章　内能与热机
第二节　科学探究：物质的比热容
河南省郸城实验中学 物理教研组
【教学目标】
知识与技能：
1、理解比热容的概念，知道比热容；
2、尝试用比热容解释简单的自然现象；
3、能根据比热容进行简单的热量计算。
过程与方法：
根据科学探究的猜想与假设，制定探究计划，设计实验方案，在此过程中有控制变量的意识。
情感态度与价值观：
　　 在科学探究中能积极与他人交流探究结论，能对数据进行初步评价。
【教学重点】
探究物质比热容；
物体温度改变时吸收或放出热量的计算公式Q=cm t。
【教学难点】
制定探究物质比热容的实验计划，设计实验、分析、评估实验结果；
对比热容概念的理解和简单应用。
【教学准备】
组织学生复习热量的概念、预习本节内容；
准备好所需器材：（每实验小组）烧杯2只、温度计2支、搅拌器2个、电加热器2副、盖板2块、水、煤油、停钟（或记时秒表）1块。
【教学方法】
实验探究法、讲授法
【教学过程】
一、复习引入
　 1、什么叫热量？1千克的水温度升高1℃需吸收多少热量？
　 2、将一壶水烧开与烧开半壶水相比，谁要的时间长？谁吸收的热量多？
3、将一壶水烧成开水与将一壶水烧成温水相比，谁的时间长？谁吸收的热量多？
由此可见，水在升高温度时吸收的热量和水的质量有关，也和温度升高的程度有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量也就越多。
将相同质量的水和煤油升高相同的温度，需要的热量一样多吗？
要解决这个问题，就得学习物质的比热容。
二、探究物质的比热容
（一）实验探究：物质的比热容
1、猜想：
将相同质量的水和煤油加热，使它们升高相同的温度，需要的热量谁多？
2、制定计划与设计实验
根据所要研究的问题，我们要在什么条件下比较水和炼油吸收热量的多少？（引导学生讨论：在水和煤油的质量相同、升高的温度相同的条件下研究水和煤油吸收热量的多少）
引导学生讨论、交流：
在这样的条件下研究水和煤油吸收热量的多少，需要测出哪些量？用什么时候样的器材？怎样测量？记录哪些数据？（进行实验前要解决的问题）
引导学生设计实验记录表格：
液体名称 液体质量m/g 液体初温t1/℃ 液体末温t2/℃ 升高的温度t1- t2/℃ 通电时间t/min
进行实验与收集证据
按照设计方案，分组实验，小组成员合作，注意操作规范。设计记录表格，准确记录数据。
4分析与论证
做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。
5、评估
交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是否准确等等。
（二）比热容
通过实验知道，不同物质吸热能力不同，如何描述这一不同需要引入物理量——比热容。
引导学生归纳，得出比热容的概念：
不同物质质量相同：单位质量 升高温度相同：1℃
概念：
单位质量的物质温度升高1℃吸收的热量。（板书）。
（学习单位，强调书写与读法）
2、观察比热容表（P29），了解常见物质比热容。
学会读表，引导学生寻找规律，让学生说出自己的发现：
（1）比热容是物质的特性，不同物质比热容一般不同；（对比密度是物质的特性，一桶水的密度、比热容与一碗水的密度、比热容相同）
（2）同种物质状态不同时比热容不同；
（3）液体的比热容一般比固体的比热容大；
（4）一般情况下，水的比热容最大。
3、比热容的物理意义：
水的比热容为4.2×103J/（Kg ℃）表示：1千克的水温度每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×103J。
（三）比热容的应用
比热容表征物质吸热（或放热）的本领，比热容越大，其吸热（或放热）的本领越强。质量相同的不同物质，温度变化相同时，比热容大的吸收（或放出）的热量越多。
让学生思考交流：
（1）冬天，暖气管道中用热水取暖；用水给发动机冷却，为什么？
（2）沙漠地区昼夜温差大，为什么？
反馈练习A：
a.____________的某种物质，温度升高（或降低）______，所吸收（或放出）的热量叫这种物质的比热容。比热容的单位是________，符号是____________。
b.质量相同的水和鹅卵石吸收相同的热量后，升高的温度________（填“相同”、“不同”、“无法确定”）；若升高相同的温度，吸收的热量________（填“相同”、“不同”、“无法确定”）。
三、热量的计算
1千克的水温度每升高1℃，要吸收4.2×103J的热量，那么1千克的水温度升高2℃要吸收多少热量？
1千克的水温度每升高1℃，要吸收4.2×103J的热量，那么2千克的水温度升高1℃要吸收多少热量？
1千克的水温度每升高1℃，要吸收4.2×103J的热量，那么2千克的水温度升高2℃要吸收多少热量？
让学生讨论，说出计算方法。从而总结出热量的计算公式
Q＝cm t
Q：物体温度变化时吸收或放出的热量 单位为J
c：物质比热容 单位为J/（Kg ℃）
m：物体质量 单位为Kg
t：温度的变化值，温度升高时为t1- t2；温度降低时为t1- t1
即：
Q吸＝cm（t1- t2） Q放＝cm（t2- t1）
例：铝的比热容是0.88×103J/（Kg ℃），把质量为2Kg，温度为30℃的铝加热到100℃，铝吸收的热量是多少？
对照教材例题，找出c、m、初温t2、末温t1，利用公式Q吸＝cm（t1- t2）进行计算。
四、课堂练习
1．砂石的比热是0.92×103J/（Kg ℃），它表示的意义是___________________。
2．一般的温度计用水银作为测温物质，是因为水银的比热容___,当温度变化时需要吸收和放出的热量______，这样对被测物体的温度影响小，并且水银的热膨胀性能强，温度改变时，体积变化大，容易观察。
3．状态一定的物质的比热容（ ）
A．跟它吸收的热量成正比
B．跟它的质量成反比
C．跟它的温度变化成反比
D．这是物质的一种属性，大小与上述因素无关
五、小结
1．比热容的定义
2．比热容是物质的特性之一
3．比热容的计算公式：Q＝cm t
其中：Q吸＝cm（t1- t2） Q放＝cm（t2- t1）
【板书设计】
第二节 科学探究：物质的比热容
同一种物质升高相同的温度，质量大的吸收的热量多；
相同质量的同种物质，温度升的越高吸收的热量越多；
1．比热容
（1）概念
（2）符号及单位
（3）比热容是物质的一种特性
（4）比热容的物理意义
（5）比热容的应用
2．比热容的计算
公式：Q＝cm t
Q：物体温度变化时吸收或放出的热量 单位为J
c：物质比热容 单位为J/（Kg ℃）
m：物体质量 单位为Kg
t：温度的变化值 单位为℃
即：
Q吸＝cm（t1- t2）
Q放＝cm（t2- t1）
初温t1 末温 t2
第十二章 内能与热机
第三节 内 燃 机
河南省郸城实验中学 物理教研组
教学目标：
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初步认识发动机的作用，体会现代交通工具对人们的影响。
（ 2 ）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的关系。
过程与方法：实验探究、分组合作
情感态度与价值观：能从科学的角度读懂媒体对与热机有关的环境方面的报道，培养自我环保意识，并能了解内能的利用和环境保护的关系，更好地促进对环境的保护。
教材分析：
本节包括三部分，热机、汽油机和柴油机。
“热机”这部分内容是通过学生在日常生活中积累的知识，即燃料燃烧释放出内能而进行的。内燃机则是把燃料直接放在气缸内燃烧产生动力的热机。汽油机和柴油机是最常见的内燃机。
“汽油机”这部分内容是通过挂图和模型演示学习的，它的构造，是由气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮以及火花塞组成。一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，通过演示掌握每个冲程是如何工作的。
“柴油机”这部分内容，主要是通过与汽油机比较，在构造和工作过程中，柴油机和汽油机有哪些异同之处。
通过思考解决：在不做功的冲程，活塞为什么也会运动呢。探究了在一个工作循环中，能量的转换，做功的次数，活塞运动的情况。
教学设计方案：
【课题】内燃机
【重难点】内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系。
【教学过程设计】
热机
挂图展示使用热机的现代交通工具。教师简介热机在生产、生活中的重要作用。热机的种类较多，燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机，最常见的热机是汽油机和柴油机。
二、汽油机
教师简介汽油机，指出汽油在汽油机汽缸中燃烧，高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。
教师结合汽油机模型讲解汽油机构造，由气缸、活塞、进气道、进气门、排气道、排气门、曲轴连杆、飞轮以及火花塞组成，指出什么叫一个冲程：活塞在气缸里往复运动，从气缸的一端到另一端叫一个冲程。并运用挂图和多媒体课件表现汽油机的四个冲程，分析每个过程和四个冲程之间的逻辑联系，让学生观察活塞的运动方向，曲轴的转动，进气门和排气门的开合情况。学生在观察和分析的过程中可以思考以下问题：
汽油机的结构，每部分的用途是什么？
运动四个冲程，说明汽油机的活塞能带动曲轴连续转动。
四个冲程的特点是什么？
学生经过思考、分组讨论后，对汽油机的工作原理有了初步的了解。
教师再作总结：吸气冲程中，活塞由上端向下端运动，此时进气门打开，排气门关闭，气缸内的压强减小，空气和汽油的混合气体进入气缸；压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，缸内混合气体被压缩，内能增大，温度升高压强增大，此冲程中，机械能转化成内能；压缩冲程末，火花塞产生电火花，缸内气体猛烈燃烧，产生高温高压燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动，此冲程中，内能转化成机械能；排气冲程中，活塞向下运动，排气们打开，将燃烧后的废气排出气缸外。
再让学生观察汽油机挂图和模型，在一个冲程中，活塞往复运动两次，曲轴转动两转。
学生理解了四个冲程后，教师可以讲解汽油机的应用，可以提供关于汽油机的资料，学生阅读，提高利用信息学习的能力。
三、柴油机
教师利用挂图、媒体资料辅助学生学习。
学生通过观察，知道柴油机的结构与汽油机类似，不同的是，柴油机气缸顶部是喷油嘴。
教师可以组织学生小组讨论，对比柴油机和汽油机的冲程，找出汽油机和柴油机的相同点和不同点。
柴油机的工作过程与汽油机一样也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，不同的是：柴油机在吸气冲程中吸入的是新鲜空气，而汽油机吸入的是汽油和空气的混合；在压缩冲程中，柴油机气缸内的气体压缩程度比汽油机厉害，因此温度更高，压强更大；在压缩冲程末，汽油机是靠火花塞产生电火花使燃料燃烧，而柴油机是从喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火。
对基础较好的班级，可以组织学生实验探究，参考课题可以是：发动机的原理和作用学生分成小组，自行制定计划和实验方案，主要了解蒸汽机、内燃机、气轮机、喷气发动机的简单原理和这些发动机对生产力的发展所作的贡献。
【板书设计】
一、热机
二、汽油机
内 1、汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
燃 2、汽油机的应用
机
三、柴油机
柴油机和汽油机的区别
柴油机的应用
第十二章内能与热机
第四节热机效率和环境保护
河南省郸城实验中学 物理教研组
　
【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。
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