第14章 第2节 热机的效率（新教案）-【鸿鹄志·名师测控】2023-2024学年九年级上册物理（人教版）

第2节　热机的效率 知识与技能： 1．知道热值的含义、单位及物理意义。 2．会应用热值的概念进行简单的燃烧放热的计算。 3．知道热机效率的含义，了解热机能量的损失以及提高热效率的方法。 4．列举热机对环境的影响。 情感、态度与价值观： 了解热机的使用对社会的贡献及带来的问题，感受自然科学的发展及先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染等问题，激发学生的社会责任感。 重点：①燃料的热值；②热机效率。 难点：①热值的相关计算；②热机效率的理解。 多媒体课件。 一、情景导入 教师使用多媒体播放天问一号探测器发射视频。(视频详见教学课件) 为什么发射火箭上天要用氢作燃料，而不用汽油或酒精呢？这节课我们就来研究一下这个问题。 教师播放多媒体，让同学们领悟对话，问同学们是否理解这段对话？为什么不同的燃料释放热量的本领不同？如何比较它们释放热量的多少？这节课就为大家来揭晓这些疑惑！ 二、合作探究 　燃料的热值 同学们想一想：生活中，我们烧开同样一壶水，如果分别用木柴、煤和汽油来作燃料，消耗的燃料一样多吗？ (1)试想一下为什么使用不同的燃料，消耗的燃料质量不同呢？ (2)怎样比较燃料释放热量的能力呢？ (1)不同燃料释放热量的能力是不一样的。 (2)比较燃料释放热量的能力的方法：①取质量相同的不同燃料，让它们完全燃烧，比较释放热量的多少；②让不同燃料释放出相同的热量，比较它们燃烧质量的多少。 (3)我们把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，用q表示，热值的单位是J/kg、J/m3。 (1)酒精的热值是3.0×107 J/kg，代表的物理意义是1 kg的酒精完全燃烧释放的热量是3.0×107 J。 (2)根据热值的概念和热值所代表的物理意义，交流讨论得出燃料燃烧时释放热量的公式：Q＝mq或Q＝Vq，其中m是燃料的质量，单位是kg；V是燃料的体积，单位是m3；q是燃料的热值，单位是J/kg、J/m3。 　热机的效率 1．煤气灶的效率 我们在日常生活中用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？若不能，燃烧过程中又有哪些能量损失呢？ 同学们交流讨论上述问题，提出自己的观点。 ①煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；②装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收了一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。 根据以上分析总结出煤气灶的效率的表达式为η＝×100%。 　2.热机的效率 多媒体展示汽车燃料燃烧的能流图： 分析热机在工作过程中有哪些能量损失？如何用公式表示热机的效率？ 同学们分组交流讨论： (1)热机在工作过程中的能量损失有哪些？ (2)怎样用公式表示热机的效率？ (1)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。表达式为η＝×100%。 (2)提高热机效率的方法：①使用上，正确使用、保养，保证良好的润滑；②在设计和制造上，不断改进和革新；③使运动零件之间的间隙得当；④设法利用废气带走的能量。 汽车尾气 近年来，机动车废气排放已成为城市大气污染的重要来源之一。机动车废气排放主要有油箱泄漏、燃料蒸发和排气管排放三种方式，其成分比较复杂，含有上千种化学物质。 在城市路边，人们常常可以看到小轿车后面排气管喷出的团团白烟，柴油汽车和三轮摩托车还冒着滚滚黑烟，而且夹带着难闻的气味，加上喇叭声和汽缸振动的噪声，更是令人厌恶。汽油通过汽车发动机燃烧产生动力后，要排出大量尾气。汽车尾气的危害程度主要取决于汽油的成分。过去，车用汽油通常都用四乙基铅作为防爆剂，这样的汽油叫做含铅汽油。含铅汽油使汽车排放的尾气中含有较高浓度的铅，对人体健康危害严重。鉴于此，我国已于2000年开始使用无铅汽油，相应的四乙基铅被一系列新型汽油防爆剂所取代。在我国，无铅汽油是指含铅量在0.013 g/L以下的汽油，所以无铅汽油并非含铅量为零的汽油，汽车尾气中仍然含有少量的铅。农村居民一般每天从空气中吸入体内的铅量约为1 μg，而城市居民——尤其是街道两旁的居民每天吸入的铅量会大大超过这个数值。 完成本课时对应练习。 第2节　热机的效率 本节课的重点是燃料的热值和热机的效率。在实际教学中利用能流图分析问题还是首次接触，可以结合图解帮助学生想象，提高学生观察能力和分析能力。本节的一个较大特点是紧密联系实际，考察了能量在具体过程中的损耗，要注意让学生细致地分析问题，养成缜密的思维形式。注意联系实际地教学，使学生能够将所学到的提高效率的方法应用于实际生活中，解决简单的问题。教学中结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。 学科网（北京）股份有限公司 $$