2020年秋北师大版九年级物理第十章第6节　燃料的利用和环境保护 同步导学案无答案

第6节　燃料的利用和环境保护
教学重难点
重点：燃料的热值及其物理意义、单位。
难点：热值与热量的计算。
教学准备
教师准备：利用概念辨析法分析热值和热机效率的概念，得出燃料完全燃烧放出热量的计算公式和热机效率的计算方法。
学生准备：复习第5节火箭，熟悉热机的概念、汽油机和柴油机的工作原理、冲程和异同点。
导学达标
如图所示，各取10g酒精和碎纸片，点燃后给质量相同、初温相同的两杯水加热，完全燃烧后两杯水上升的温度不同．说明质量相同的不同燃料，完全燃烧放出的热量是不同的，这是什么原因导致的呢？
知识点一　热值
【教材助学】
1．能够燃烧的物质叫作________。燃烧是一种________，燃烧过程中，燃料的________能转化为________能。
2．某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比叫作这种燃料的________。其单位是______，气体燃料的热值单位是________。
【合作解疑】
任务一　燃料的热值及其单位、物理意义
讨论并比较：同时燃烧质量1kg的汽油和1kg的废报纸，它们放出的热量一样吗？为什么？
1定义：________叫作这种燃料的热值。
2．计算公式：________。
3．单位：________，干木柴的热值是1.2×107J/kg，它表示________________。
4．热值是燃料的一种________，不同燃料的热值一般________。
教师总结：某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比，叫作这种燃料的热值。
阅读教材第28页表10－3一些燃料的热值，回答下列问题：
1．表中热值最大的是哪种燃料？热值最小的是哪种燃料？
2．火箭上为什么用液态氢作燃料？
3．热值反映了燃料的什么性质？
4．不同燃料的热值一定不同吗？
【教师点拨】
1．燃料的热值：某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比叫作这种燃料的热值。
2．单位：J/kg或J/m3
(气体)
3．性质：热值是燃料的一种特性，它与燃料的质量、燃烧情况和放热多少都无关。
4．燃料燃烧放热公式：Q放＝mq或Q放＝Vq；m代表质量，单位kg；q代表热值，单位J/kg；V代表体积，单位m3；Q放代表放出的热量，单位J.
【拓展延伸】
热值概念的理解：
(1)燃料的热值与燃料的种类有关，热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质，也就是说它是燃料的一种特性，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能的本领大小，燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。
(2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽，1kg的某种燃料，只有在完全燃烧的情况下，放出的热量才等于这种燃料的热值，若该燃料在燃烧时没有完全燃烧，放出的热量就比对应的热值小。
知识点二　燃料的有效利用
【教材助学】
锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作钢炉的________。
【合作解疑】
阅读教材，尝试回答下列问题：
1．炉子有效利用的热量与________之比，叫炉子的效率。
2．炉子效率的计算公式是η＝________。
3．影响炉子效率的因素：一是燃料不可能完全燃烧；二是燃料燃烧时放出的热量很多，只有一小部分被有效利用。
4．提高炉子效率(燃料利用率)的方法：(1)让燃料尽可能充分燃烧；
(2)加大________面积，减少各种热量的损失。
5．提高燃料的________，是节约能源、保护环境的重要措施。例如，将煤转化为________再进行燃烧，既可以提高燃料的________，又可以减少燃烧时产生的
________气体对大气的污染。
【教师点拨】
热机的效率：η＝×100%，其中W有用指用来做有用功的能量，Q总指完全燃烧释放的能量。
提高热机效率的途径：
(1)燃料尽可能燃烧。
(2)尽量减少各类热量的损失。
(3)在热机的设计和制造上，采取先进技术。
(4)使用时，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功。
【拓展延伸】
机械效率、热效率、热机的效率的计算方法：效率问题是中考的热点问题，例如前面我们学习简单机械时的机械效率、太阳能热水器的吸热效率、炉子的放热效率等。
1．机械效率：η＝×100%，其中W有用指有用功，即对人们有用的功；W总指利用机械做的总功。
2．热效率：η＝×100%，其中Q有用指有效利用的热量，E指总能量。如果是炉子，则E为燃料完全燃烧放出的热量(E＝Q总＝mq)；如果是太阳能热水器，则E为太阳射入的总能量；如果是电热器，则E为电流做功放出的热量(E＝UIt)。
3．热机的效率：η＝×100%，其中W有用指用来做有用功的那部分能量，Q总指燃料完全燃烧释放的能量。