九年级物理全册第十章机械能内能及其转化第六节燃料的利用和环境保护 教案

第十章
机械能、内能及其转化
第六节
燃料的利用和环境保护
一、教学背景分析
“燃料的利用和环境保护”与我们的生活密切相关，学生对燃料的利用和环境保护已经有丰富的感性认识；这是他们学习本节课的重要课程资源。
本节主要教学内容有两个：一是燃料的热值；二是燃料的有效利用和环境保护。教材首先从介绍燃料的定义和种类入手，使学生知道什么叫燃料，对燃料的种类，常见的固体、液体、气体燃料有一个初步的认识；因为内能是人类使用最多的一种能量，而获得内能的途径是燃料的燃烧，教材分析了燃料在燃烧的过程中，放出能量的实质是能量的转化，是化学能转化为内能。通过学习使学生对不同形式的能的转化有更深入的理解。
由于燃料的成分不同，质量相同的不同燃料，在燃烧时放出的热量是不相同的，也就是质量相同的不同燃料完全燃烧时，化学能转化为内能的量并不相同，大部分学生有这方面的生活经验，所以教材中直接给出了热值的概念。
燃料的有效利用是一个很重要的问题。如何提高燃料的效率，有效利用燃料，教材以学生比较熟悉的炉子为例，分析了燃料燃烧时，效率不高的原因，一是燃料很难完全燃烧，因此放出的热量往往比按热值计算出来的数值要小；二是放出的热量又很难完全有效利用，所以有必要研究炉子的效率问题。
有效利用燃料是节约能源和保护环境的重要措施。因为能源问题是当今社会的重大问题之一，所以有必要强调节约能源的重要性，对学生进行节能教育。关于环境保护问题，一方面是为了提高学生的环境意识，另一方面要让学生辨证地看待科学进步对人类社会的影响，使学生初步认识到事物都是一分为二的，培养学生初步的辨证唯物的观点，养成辨证看问题的良好习惯。本节的学习还有利于学生进一步理解热机和火箭的工作原理。
二、教学目标
1．知道燃料燃烧过程能的转化是化学能转化为内能。
2．知道热值概念，会查阅一些燃料的热值表。
3．通过对影响炉子效率的分析，了解提高炉子效率的具体措施，提高节能意识。
4．通过燃料燃烧过程放出有害物质的学习，树立辩证看待问题的意识，了解科技的发展给人类带来物质享受的同时，还会产生影响环境等负面效应。
三、教学重点和难点
教学重点：通过对热值的学习，会应用热值解释简单的问题。
教学难点：对环境保护的具体措施的讨论。
关于“环保问题”和“节能问题”的讨论可以提前布置，引导学生就自己感兴趣的任何一个问题通过各种渠道查找资料，发表自己的看法，然后将看法、感想写成书面形式，办成板报或专栏。
四、教学过程
1．教学引入
回忆生活中的常见燃料（如：木柴、蜂窝煤和天然气），并思考燃料燃烧时是否有能的转化。
2．“知识点”教学
投影：生活中的燃料
固体：干木柴、煤、焦炭、垃圾
液体：酒精、柴油、煤油、汽油
气体：煤气、天然气、氢
明确燃料燃烧过程能的转化是化学能转化为内能。
燃料的利用
出示实物：一块干木柴、一块等大的煤。
问题：一块干木柴、一块煤，燃烧产生的热量哪个多？燃料燃烧产生的热量多少与哪些因素有关？
引导学生得出燃料燃烧产生的热量多少与燃料的质量和燃料的种类有关。还和燃料是否充分燃烧有关。
在上述讨论的基础上给出热值的定义：1kg某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）叫这种燃料的热值。热值的单位是J/kg。
引导学生查看教材中的热值表。比较干木柴与木炭、酒精与汽油的热值。
教师引导学生总结：不同的物质热值一般不同。
提出问题：为什么发射火箭要用氢做燃料呢？
提问：燃料燃烧时释放出的能量是否等于按照理论热值计算出来的热量？为什么？
在上述问题充分讨论的基础上，阅读教材中关于炉子效率的内容。
思考：什么是炉子的效率？如何提高炉子的效率？
结合图10-6-1讲解炉子的效率。
图10-6-1中：1．未燃烧部分；2．散失热量部分；3．有效利用部分。
讨论：提高炉子效率的措施，提高节能意识。
燃料与环境保护
学生展示酸雨的危害及形成原因、雾霾的成因、清洁能源的应用三方面的学习成果。
3.课堂小结
（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。
（2）热值的单位：
J/kg(固体)；J/m3(气体)
（3）环境保护
4.小练习
（1）对于燃料的热值，下列说法正确的是
(　　
)
　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
　　B．燃料没燃烧时就没有热值
　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
D．容易燃烧的燃料热值一定大
（2）干木柴的热值是1.2×107
J/kg，完全燃烧0.7
kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少水的温度由20
℃升高到70
℃？已知水的比热容为4.2×103
J/(kg·℃)。
五、教学反思
本节课的教学设计从生活中常见的燃料出发，引导学生思考燃料在燃烧过程中能量的转化，从而了解燃烧过程中的能量转化并建立热值的概念。通过查阅热值表能够对燃料的热值形成初步感性认识，并借助热值解释氢燃料的用途。锅炉效率的教学能够锻炼学生对能量转化及转移的分析能力，并提高节能的意识。在燃料与环境保护的教学环节中，采取让学生提前做研究性学习，再在课堂上展示成果的方式。这样可以增加学生在学习中的主人翁意识，激发学生的责任感。
图1-6-1