第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响（教学课件）物理北师大版2024九年级全一册

第五节 调查燃料的利用及其对环境的影响 北师大版九年级全一册（2024） 第十章 机械能、内能及其转化　 核心素养目标 1.物理观念 2.科学思维 引导学生运用观察、分析、归纳等方法，调查燃料利用与环境保护的关系，提高跨学科知识整合能力。 3.科学探究 通过调查家用燃料的利用，培养学生提出问题、设计方案、实施调查、分析数据等科学探究能力。 4.科学态度与责任 培养学生关注社会、关注家用燃料使用对环境的影响，提高合理使用燃料和节能减排的环保意识。 知道燃料在燃烧过程中将化学能转化为内能；知道什么是燃料的热值并会简单地计算；会查燃料热值表；了解不同燃料的利用及其对环境的影响。 3 教学重点 01 燃料利用及其对环境的影响。 教学难点 02 设计并实施有效的调查燃料的利用对环境的影响，并分析调查结果。 教学重点难点 使用方法： 【更改文字】：将标题框及正文框中的文字可直接改为您所需文字 【更改图片】：点中图片》绘图工具》格式》填充》图片》选择您需要展示的图片 【增加减少图片】：直接复制粘贴图片来增加图片数，复制后更改方法见【更改图片】 【更改图片色彩】：点中图片》图片工具》格式》色彩（重新着色）》选择您喜欢的色彩 下载更多模板、视频教程：http://www.mysoeasy.com 导入新课 一 导入新课 我们把时光回溯到古代（观看视频）。 人们获取能量的主要方式之一就是燃烧燃料。 柴草、煤、天然气、汽油、柴油等都是生活中常用的燃料。不同场合使用的燃料往往不同。 导入新课 生活中我们经常用到哪些燃料? 思考 不同燃料之间有什么特性差异?燃料的利用对人类社会发展有什么意义?对环境有什么影响呢？ 思考 探究新知 二 认识常见的燃料，了解燃烧的热值。 了解燃料的利用效率，讨论提高燃料利用效率的途径。 调查燃料的利用对环境的影响，提出环境保护的建议。 任务分解 认识常见的燃料 任务一 能够燃烧的物质称为燃料，燃料的种类很多我们通常将燃料分为：固体燃料、液体燃料、气体燃料。 燃料的种类 1 ①固体燃料主要有木材、煤、木炭、固体酒精等。 认识常见的燃料 任务一 ②液体燃料主要有汽油、煤油、柴油、酒精等。 燃料的种类 1 认识常见的燃料 任务一 ③气体燃料主要有天然气、液化石油气、沼气、煤气、氢气等。 燃料的种类 1 燃烧是一种化学反应，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。 认识常见的燃料 任务一 相同质量的不同燃料，完全燃烧时所放出的热量相同吗？ 思考 怎么通过实验比较它们谁的放热本领强呢? 燃料的种类 1 经验告诉我们，由于燃料的成分不同，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放出的热量要比干木柴多得多。 认识常见的燃料 任务一 活动一：将质量相同的酒精与蜡烛完全燃尽，比较初温、质量相同的水温高低（将水温高低转换为热量多少），水温越高（即水吸收的热量越多），放热本领越大。 【操作】 ① 称取质量、初温相同的水放入相同的烧杯中。 ② 称取总质量m相同的酒精灯和蜡烛灯。 ③ 分别点燃酒精灯和蜡烛灯，将燃料完全燃尽。 ④ 当酒精灯和蜡烛灯刚好完全燃尽熄灭时，记录此时水的温度。 【结论】燃烧的质量m相同时，放出的热量Q越多，燃料燃烧放热的本领越大。 实践活动：比较相同质量的酒精与蜡烛完全燃烧所放出的热量 2 控制变量法 转换法 认识常见的燃料 任务一 活动二：控制水的初温、质量、升高的温度相同（升高的温度转换为吸热多少），比较酒精与蜡烛燃烧的质量，燃烧的质量越少，放热本领越大。 【操作】 ① 称取质量、初温相同的水放入相同的烧杯中。 ② 测出酒精灯和蜡烛灯点燃前的总质量均为m总。 ③ 分别点燃酒精灯和蜡烛灯，将水温均升高10°C。 ④ 再测出熄灭酒精灯和蜡烛灯后的总质量分别为 m1和m2。分别算出此时酒精灯和蜡烛灯燃烧的质量 （m酒精=m总-m1；m蜡烛=m总-m2）。 【结论】放出的热量Q相同时，燃烧的质量m越少，燃料燃烧放热的本领越大。 实践活动：比较相同质量的酒精与蜡烛完全燃烧所放出的热量 2 认识常见的燃料 任务一 实践活动：比较相同质量的酒精与蜡烛完全燃烧所放出的热量 2 不同燃料的放热本领是不相同的。为了表示燃料的这种属性，我们引入了热值这个物理量。 【结论】燃烧的质量m相同时，放出的热量Q越多，燃料燃烧放热的本领越大。 放出的热量Q相同时，燃烧的质量m越少，燃料燃烧放热的本领越大。 认识常见的燃料 任务一 燃料的热值 3 ①定义：一定质量的某种燃料完全燃烧，化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量（或体积）的比叫作这种燃料的热值。通常用符号q表示。 ② 单位：J/Kg 或J/m3 ，读作“焦耳每千克”或“焦耳每立方米” ③物理意义：热值表示单位质量的某种燃料完全燃烧时所放出的热量的多少（放热本领的大小），反映不同燃料化学能转化为内能的能力差异。 定义式： （固、液体）或 （气体） 热值 质量 体积 放出的热量 表示1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J. 认识常见的燃料 任务一 燃料的热值 3 【例1】酒精的热值是3.0×107J/kg，它的物理意义是什么？ 【例2】2m3的氢气完全燃烧放出的热量是多少J？ Q = qv = 1.4×108J/m3×2m3=2.8×108J 注意: 认识常见的燃料 任务一 ③热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量(体积)、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 ②只有燃料完全燃烧时，才能用Q放=qm或Q放=qv进行计算。运算时单位要统一。 ①同种燃料的热值一般是相同的，不同燃料的热值一般不同； 对热值的理解 4 了解燃料的利用效率 任务二 实际上燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的数值要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。对热机而言，燃料燃烧释放的能量只有一部分被有效利用，做有用功(如图)。有效利用的能量是水吸收的热量，损失能量有炉体散热损失一部分能量。高温烟气带走一部分热量。 热机的效率 1 用煤气灶烧水，煤气能完全燃烧吗?这些煤气完全燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？为什么？水实际吸收的热量呢？ 思考 机械自身消耗的能量 废气带走 的能量 燃料燃烧释放的能量 有用机械能 了解燃料的利用效率 任务二 热机的效率 1 ①定义：热机用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧释放的能量之比，叫作热机的效率。 ② 计算公式： η= ×100% 物体吸收的热量总是会小于燃料完全燃烧时所放出的热量，所以煤炉的热机的效率总是小于1。 了解燃料的利用效率 任务二 热机的效率 1 ①锅炉的效率：锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 ② 计算公式： η= ×100% 锅炉是利用燃料或其他能源把水加热成为热水或蒸汽的设备。 现代化大型锅炉厂房，效率可达90%以上 旧锅炉厂房，效率低 改善燃烧条件，让燃料充分燃烧 合理利用废气的能量 在热机的设计和制造上采用先进的技术 加润滑油,减少因克服摩擦而做的额外功 尽量减少各种热量损失 了解燃料的利用效率 任务二 提高热机效率的方法 2 提高热机效率的方法 请选择一种热机作为研究对象。查阅资料： ①了解该热机的发展历程 ②热机效率情况和效率提升的途径 ③热机的特点和适用的场合 ④思考社会生产力水平及科学技术的进步对这种热机发展的影响 ⑤热机的发展对人们生产生活的影响 完成以上调查报告，并与同学交流。 了解燃料的利用效率 任务二 实践活动 3 燃料的利用改善了人类的生活，促进了社会的发展。然而，煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生二氧化硫等有害气体，在燃烧不充分时，还会产生烟尘和一氧化碳。这些烟尘、废气是大气污染的主要来源。 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 大气污染的来源 1 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 大气污染直接危害人体健康，影响植物的正常生长。大气中的二氧化硫和氮氧化物溶于水发生化学变化，会产生酸雨，危害农作物、森林以及湖泊中的生物。 酸雨 2 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 煤炭、石油和天然气等化石燃料过多燃烧排放出大量的二氧化碳，还会导致温室效应加剧。温室效应会导致全球气候变暖，冰川加速熔化，海平面上升，居住在海岸边的人和动物都会受到威胁。温室效应还会导致气候异常，高温、热浪、热带风暴、龙卷风等自然灾害加重。 温室效应 3 温室效应 3 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 环保措施 4 ①加强立法，控制人为污染 ②改进燃烧装置，加装消烟除尘设备，以减少烟尘排放 ③推广、普及“环保型能源” ④提高燃料利用率 ⑤种植绿色植物，净化空气 我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和减弱能源的利用对环境的不利影响。节约资源和保护环境是我国的基本国策。2020年9月，在第七十五届联合国大会上，我国首次明确给出碳达峰碳中和时间表，力争使二氧化碳排放量于2030年前达到峰值，并争取在2060年前实现碳中和。 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 双碳----碳达峰碳中和 5 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 古代人的节能智慧 6 ②查阅的资料调查当地燃料结构近年来的变化，研究和讨论这些变化对环境保护和社会发展的意义。 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 实践活动 7 ①分组调查：调查你的家庭在生活中使用燃料的情况，包括燃料的种类（天然气、液化气、煤、电）和用量等。为减少碳排放，你的家庭有哪些节能减排的装置和行动? ③对当地空气污染的主要污染物的种类、来源及对环境的影响进行论证，并提出减少污染的措施。 完成一篇关于燃料的利用与环境保护的调查报告。 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 实践活动 7 种类 获取方式（来源） 储存方式 燃料效率 方便程度 污染程度 减排措施或装置 天然气 液化气 干木柴 煤 报告调查参考表 知识拓展----酸雨的危害 8 调查燃料的利用对环境的影响 任务三 观看视频， 了解酸雨的危害 课堂小结 三 课堂小结 练习巩固 四 1．关于热机和热值，下列说法正确的是（　　） A．在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多 B．热机的效率越高说明做功越快 C．火箭使用液氢燃料，主要是利用了液氢的热值大 D．汽车在行驶中我们很少看到有尾气排放，所以汽车不会污染环境 C 练习巩固 2．燃油车是现代社会中一种常见的交通工具。如图所示是某燃油车的汽油机（有四个冲程）的能量流向图。下列说法正确的是（　　） A．汽油燃烧越充分，它的热值越大 B．汽油机的做功冲程将机械能转化为内能 C．改良发动机结构，汽油机的效率可达100% D．由图可知该汽油机的效率小于30% 练习巩固 D 3．在南方的农村，人们通常用砖砌成炉灶烧柴来加热水（如图甲），小明同学将这些普通的炉灶壁改装成装水的容器（如图乙），这样在给水壶内的水加热的同时，也加热了炉灶壁内的水。下列说法正确的是（    ）   A．改装后燃料燃烧得更充分 B．改装后提高了炉灶的加热效率 C．改装后减小了水的比热容 D．改装后提高了燃料的热值 练习巩固 B 4．为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成秸秆煤，完全燃烧4kg秸秆煤可放出        J热量；若这些热量的50%被水吸收，可使       kg水温度由20℃升高到60℃。（已知秸秆煤热值为2.1×107J/kg，水的比热容为c水＝4.2×103J/（kg•℃）） 8.4×107       250 练习巩固 5.随着环保减排目标的推进，各地政府相继出台“煤改气”、“改电”政策，推进清洁取暖。小明家用天然气烧水时，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。（天然气热值3.2×107J/m3）求： （1）天然气完全燃烧放出热量 （2）水吸收的热量 （3）天然气灶的效率 练习巩固 作业布置 五 完成课本32页“自我检测”1-4题 布置作业 谢谢观看 THANKS Lavf58.20.100 Lavf56.15.102 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.20.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $$