人教版初中物理九年級上冊教案第14章第2節(jié)《熱機(jī)效率》

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1、熱機(jī)效率 微課 設(shè)計(jì)理念 對于內(nèi)能的利用問題，無論在生活中還是生產(chǎn)中都是一種非常常見的現(xiàn)象。而燃料的燃燒問題則又是關(guān)于內(nèi)能利用必然涉及的一個(gè)重點(diǎn)。燃料的熱值是燃料燃燒放出熱量多少的一個(gè)關(guān)鍵影響因素。在關(guān)于熱量的計(jì)算過程中，經(jīng)常涉及熱值的概念。對于不同燃料在燃燒過程中放出熱量的多少，許多學(xué)生并沒有明確的概念，在現(xiàn)實(shí)生活中，盡管燃燒現(xiàn)象司空見慣，但從放出熱量的角度對不同燃料進(jìn)行對比學(xué)生也沒有多少自主意識，因而可以采用對比的方式引入教學(xué)，設(shè)計(jì)好實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生在觀察對比中發(fā)現(xiàn)物理規(guī)律。 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能： 1．知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向。 2．知道可以怎樣提高熱機(jī)效率以及提高熱機(jī)

2、效率的意義所在。 過程與方法： 1．經(jīng)歷熱工作過程中能量流向的分析過程，體會由現(xiàn)象到本質(zhì)的分析過程。 情感態(tài)度與價(jià)值觀： 1．了解熱機(jī)的利用與人類社會發(fā)展的關(guān)系，并能夠簡述熱機(jī)使用產(chǎn)生的排放物對環(huán)境的不良影響。 2．培養(yǎng)自覺的環(huán)保意識，激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感。 教學(xué)過程 一、新課導(dǎo)入 思考與討論：有人說，當(dāng)有汽車從身邊經(jīng)過時(shí)，他便能聞出這臺車是汽油車還是柴油車？你認(rèn)為這可能嗎？如果可能，你認(rèn)為這說明了什么？ 二、新課講解 學(xué)生：說明有沒有燃燒的汽油或柴油被排出，從廢氣中可以聞到它們的味道，所以可以“聞”出是使用什么燃料的汽車。 教師：由此可見，熱機(jī)所消耗的燃料是否全部被利用

3、到？ 學(xué)生：沒有。 教師：對，熱機(jī)在工作時(shí)，就和我們使用機(jī)械做功一樣，存在一個(gè)效率問題。我們稱之為熱機(jī)效率。 教師：請同學(xué)們回憶機(jī)械效率的計(jì)算公式。 學(xué)生板書（η=W有用/W總） 教師：熱機(jī)工作時(shí)，轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的哪部分能量就相當(dāng)于上式中的W有用。 假定燃料全部完全燃料所獲得的內(nèi)能則相當(dāng)于上式中的W總。 教師：接下來請同學(xué)們討論分析，在熱機(jī)工作的過程中，哪些環(huán)節(jié)可能存在著能量的損失? 學(xué)生：燃料沒有完全燃燒。 學(xué)生：廢氣會還走一部分能量。 教師：何以見得。 學(xué)生：因?yàn)槠嚺懦龅奈矚膺€很熱，說明它還有較大的內(nèi)能。 學(xué)生：克服摩擦還要消耗能量。 教師：同學(xué)們回答得都非常好，

4、老師這里有一張熱機(jī)工作時(shí)的能量流向圖。請同學(xué)看看有沒有剛才我們沒有關(guān)注到。 教師：同學(xué)們還有什么發(fā)現(xiàn)? 學(xué)生：冷卻水也會帶走大量的能量。 學(xué)生：熱機(jī)的效率比較低。 教師：對，你觀察很仔細(xì)。熱機(jī)的效率相對都是比較低的。因而熱機(jī)效率的高低是熱機(jī)性能一個(gè)重要指標(biāo)。 教師：（介紹不同熱機(jī)的效率一般是多少） 教師：由于熱機(jī)的效率普遍都不高，可是熱機(jī)又是現(xiàn)代生活一個(gè)重要的動力設(shè)備，那么如何提高熱機(jī)的效率就成了一個(gè)關(guān)鍵的問題。請同學(xué)相互交流一下，可以怎樣來提高熱機(jī)的效率? 學(xué)生：讓燃料盡可能充分燃燒。 學(xué)生：減小各部分之間的摩擦。 教師：讓其盡可能完全燃燒，可通過改善燃燒環(huán)境，調(diào)節(jié)油、

5、氣比例等來實(shí)現(xiàn)。為了減小摩擦需要經(jīng)常保養(yǎng)機(jī)器，適當(dāng)調(diào)節(jié)各零部件間間隙，并注意保持潤滑等。另外還應(yīng)下決心關(guān)停一些冒黑煙、耗能大的熱機(jī)，以提高熱機(jī)的整體水平。 教師：提高熱機(jī)的效率，并非易事，需要解決的問題還很多，甚至每前進(jìn)一步都要付出艱苦的努力，不過我們相信，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及新能源的不斷開發(fā)，熱機(jī)的性能一定會得到較大提高。我們也期待著現(xiàn)在的青年中能涌現(xiàn)出更多瓦特式的人才，為人類研制出更新更好的熱機(jī) 三、小結(jié)部分 請同學(xué)們交流回憶以下問題： 1．熱機(jī)工作時(shí)哪些環(huán)節(jié)可能存在能量損失? 2．如何提高熱機(jī)效率 四、作業(yè)部分 1．雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料，以下說法正確的是

6、（ ） A．燃料的熱值越大，燃燒時(shí)放出的熱量越多 B．以天然氣為燃料，汽車發(fā)動機(jī)的效率可以達(dá)到100% C．在壓縮沖程中，燃料混合物的溫度升高，內(nèi)能增大 D．汽油與天然氣相比，燃燒時(shí)汽油對環(huán)境的污染較小 2．關(guān)于燃料的熱值，以下說法中正確的是（ ） A．燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)系，與燃料的質(zhì)量和燃燒狀況無關(guān) B．燃燒1kg某種燃料放出的熱量叫這種燃料的熱值 C．燃料燃燒時(shí)，質(zhì)量越大，熱值越大 D．燃料不完全燃燒時(shí)的熱值比完全燃燒時(shí)的熱值小 3．如圖是某四沖程汽油機(jī)做功沖程的示意圖，活塞的橫截面積是35cm2。做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋簭?qiáng)是1.0×106P

7、a，活塞移動的距離是60mm，所用時(shí)間是0.015s。試求：（1）做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫κ嵌嗌伲? （2）做功沖程中，平均壓力做功的功率是多少？ （3）設(shè)做功沖程汽油完全燃燒，放出的熱量是840J，則該汽油機(jī)的效率是多少？ 參考答案： 1．C 2．A 3．解： （1）p＝F/S F＝pS＝1.0×106Pa×35×10-4m2＝3.5×103N （2）W＝Fs＝3.5×103N×0.06m＝210J P＝W/t＝210J/0.015s＝1.4×104W（3）η＝W/Q放＝210J/840J＝25% 答：（1）做功沖程中，燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫κ?.5×103N。 （2）做功沖程中，平均壓力做功的功率是1.4×104W 。 （3）該汽油機(jī)的效率是25%。 教學(xué)反思 學(xué)習(xí)本節(jié)的內(nèi)容可以從學(xué)生經(jīng)歷的實(shí)際生活入手，如當(dāng)汽車從身邊經(jīng)過時(shí)能聞到汽油味等。這個(gè)很多學(xué)生都有真切的體會。這樣引入學(xué)生比較容易理解。同時(shí)適當(dāng)?shù)脑O(shè)問和引導(dǎo)，可以更積極的調(diào)動學(xué)生的思維，主動參與到教學(xué)中去。 4 / 4