14.2热机的效率 教案

14.2　热机的效率 教案
教学目标：
【知识与技能】
1．了解常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算．
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，知道提高热机效率的途径．
3．能举例说明燃料燃烧产生的气体排放对环境的影响，了解内能的利用和环境保护的关系．
【过程与方法】
1．通过观察，从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，引入热值的概念．
2．讨论提高热机效率的方法，引导学生参与讨论交流，促进学生主动学习．
【情感、态度与价值观】
结合有效提高热机效率的方法，使学生懂得节能及充分利用能源的重要意义．
【重点】
从能量转化的角度认识燃料的热值，对燃料热值的概念及热机的效率的理解．
【难点】
热机中的能量转化及损失，热机的效率的计算．
教学过程：
知识点一　燃料的热值
【自主学习】
阅读课本P22－23，完成以下问题：
1．燃料的热值：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__，在国际单位制中，热值的单位：__焦每千克__，气体燃料的热值单位：__焦每立方米__.
2．阅读常见燃料的热值表，表中热值最大的燃料是__氢__.
3．酒精的热值是3.0×107 J/kg，物理意义是__每千克的酒精完全燃烧放出的热量为3.0×107 J__.
【合作探究】
演示一　几种燃料
1．相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？
答：不相同．
2．学生讨论火箭升空，为什么往往以液态氢作为燃料？
答：因为氢的热值大，相同质量的不同燃料中，氢释放的热量最多，故利用氢作为燃料．
【教师点拨】
1．热值是燃料的一种特性，热值反映了不同燃料在燃烧过程中将__化学能__转化为__内能__的本领大小．
2．热值与燃料的__种类__有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧等没有关系．
3．固体燃料完全燃烧放出的热量的计算公式：Q放＝mq，气体燃料完全燃烧释放的热量的计算公式：Q放＝Vq.
【跟进训练】
关于燃料的热值，下列说法正确的是(　D　)
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
知识点二　热机的效率
【自主学习】
阅读课本P23－24，完成以下问题：
1．热机的效率：对于热机而言，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__.
2．在热机的各种能量损失中，__废气__带走的能量最多，设法利用__废气__的能量，是提高燃料利用率的主要措施．
【合作探究】
演示二　热机燃料的能量走向示意图
1．观察上图，思考用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪些能量损失？
答：不能．能量损失有：(1)煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量．(2)装水的容器、煤气灶本身吸收一部分热量．(3)高温的烟气带走了一部分能量．(4)还有一部分能量散失掉了．
2．分析“热机燃料的能量走向示意图”，热机的效率能达到100%吗？为什么？
答：不能．热机在工作过程中，燃料不可能完全燃烧，废气带走较多的热量，机器本身散热，克服机械间摩擦做功，这些情况都会造成能量损失．剩余的能量才是有用的能量，在燃料完全燃烧提供的能量中只占一部分，所以热机效率不可能达到100%.
3．你知道如何提高热机的效率吗？
答：(1)尽量使燃料充分燃烧．(2)减少各种热损失．(3)保证热机各部件的良好润滑，减小摩擦等．
【教师点拨】
1．根据热机的效率的定义，总结出热机的效率的表达式为η＝.
2．热机的效率是热机性能的重要指标，热机效率不可能达到100%.提高热机效率能够节约能源，减少污染．
【跟进训练】
1．如图所示是某内燃机工作时的能量流向示意图，该内燃机的热机效率是(　B　)
　　　　　
A．25% B．35%
C．40% D．75%
2．一辆汽车的发动机每消耗柴油40 kg，做有用功3.3×108 J，这辆汽车发动机的效率是多少？(柴油的热值q＝3.3×107 J/kg)
解：柴油完全燃烧放出的能量：
Q放＝mq＝40 kg×3.3×107 J/kg＝1.32×109 J，
此热机的效率：
η＝×100%＝×100%＝25%.
课堂小结：
热机的效率