跨学科实践 调查当地燃料结构及空气质量 （教学课件）物理鲁科版（五四学制）2024九年级上册

第十二章 内能与热机 物理九年级上册 •鲁科版(五四学制) 跨学科实践 调查当地燃料结构及空气质量 （本课件包含PPT22张；图片：6张；动图视频：9个；） 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 理解燃料（如煤炭、天然气、生物质能等）燃烧过程中化学能转化为内能的本质，认识能量利用效率与燃料类型的关系。 02 科学思维 通过分析当地燃料中碳、硫等元素的含量，推理燃烧后产生的污染物对空气质量的影响。 03 科学探究 用物理中的 “控制变量法” 分析数据；通过科学论证得出结论。 04 科学态度与责任 认识燃料选择对全球气候变化的影响（如二氧化碳排放与温室效应的物理机制），树立 “低碳生活” 意识。 课堂引入 原始社会人类就已经懂得通过燃烧柴薪来取暖、烧熟食物，现代社会人类所用的绝大部分能量依然是从燃料的燃烧中获得的。但燃料燃烧在为我们提供能量的同时，也对环境造成了一定的影响，其中最主要的就是对空气质量的影响。为了我们的祖国“天更蓝、山更绿、水更清”，我们既要有效地利用燃料，又要控制和减弱它对环境的不利影响。 本节课将我们一起来探究相关问题。 任务 目标　 1. 调查当地近年来炊事、取暖、交通等领域然料结构的变化及变化的原因。 2.了解当地空气质量状况，调查燃烧对空气质量的影响。 3.研究分析获得的数据，撰写调查报告。 探究新知 调查 研究　 （一）查阅资料 1. 了解当地近年来炊事、取暖、交通等领域燃料结构的变化，汇总数据并加以分析，画出各领域燃料结构的变化图，并尝试分析燃料结构变化的原因； （下面就以山东某地炊事领域为例） 探究新知 炊事 领域　 （1）清洁化程度显著提升传统燃料占比下降：煤炭、柴火等传统燃料占比从 2017 年的 62%（农村生活燃料）下降至 2024 年的约 30%。 清洁能源主导：电力（电磁炉、电饭锅）和天然气成为主流，2024 年农村炊事清洁能源占比达 77.3%。液化气普及率在城镇超过 90%，农村地区通过 “煤改气” 项目逐步推广。 生物质能源利用不足：尽管秸秆等生物质资源丰富，但利用率不足 20%，部分地区仍存在田间焚烧现象； 探究新知 炊事 领域　 （2）燃料结构的变化图： 探究新知 炊事 领域　 （3）燃料结构变化的原因： 政策驱动：清洁取暖规划；新能源汽车补贴；环保法规。 技术进步：效率提升与成本下降；供暖技术革新；新能源成熟。 环保压力与公众意识提升，居民对清洁、便捷用能需求增加。 探究新知 调查 研究　 （一）查阅资料 2. 了解当地主要炉灶的能量利用率；了解内燃机中燃料燃烧释放的热量的去向、提高效率的途径及废气排放对空气质量的影响。 探究新知 当地主要炉灶的能量利用率　 1. 传统炉灶（如柴灶、煤炉）通常较低，约10%-30%。 2. 改进型炉灶（如省柴灶、高效煤炉）可提升至 30%-50%。 3. 现代清洁炉灶（如燃气灶、电灶、沼气灶） 液化气或天然气灶：約50%-60%； 电磁炉：高达 80%-90%（电能直接转化为热能）。 探究新知 内燃机中燃料燃烧释放的热量的去向　 热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。 真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。 探究新知 提高效率的途径　 ①减少燃烧过程中的热量损失。 ②尽量简化机械传动部分，并选用优良的润滑材料减小摩擦，以减少能量损失。 ③设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 探究新知 废气排放对空气质量的影响　 （1）废气中的有毒有害物质，如二氧化硫、氮氧化物、颗粒物等，对人体健康有很大影响。 （2）废气排放会导致空气质量下降，形成雾霾天气，降低能见度，影响交通和出行。 （3）废气中的温室气体，如二氧化碳、甲烷等，是导致全球气候变暖的主要原因之一。 探究新知 调查 研究　 （一）查阅资料 3. 关注当地环保部门每天发布的空气质量监测数据，整理调查获得的数据并加以分析，画出空气质量指数变化的趋势图，并尽可能地分析空气质量改变的原因，提出可以采取的防治措施。 探究新知 调查 研究　 （一）查阅资料 （1） 画出空气质量指数变化的趋势图（例如下图） 探究新知 调查 研究　 （一）查阅资料 （2） 空气质量改变的原因： 污染源排放：这是影响空气质量的主要原因之一；气象条件：气温、湿度、风速等气象条件也会影响空气质量；自然灾害：如森林火灾、沙尘暴等自然事件也会造成短期内空气质量的急剧下降；城市化：城市扩张带来了更多的建筑、交通和基础设施建设，同时也导致绿地的减少，增加了空气污染物的浓度。 探究新知 调查 研究　 （一）查阅资料 （3） 为了改善空气质量，可以采取以下措施： 完善污染处理设施、采用清洁生产工艺、优化能源使用、推广集中供暖、加强监管和搬迁污染企业、控制餐饮业油烟排放、改善煤炭存储条件、控制建筑工地扬尘、加强道路保洁和绿化、合理处置垃圾、控制机动车尾气排放。 探究新知 调查 研究　 （二）问卷调查 3. 设计一份调查问卷，做一次问卷调查。问卷内容可以包括近年来家庭炊事、取暖和交通方式及所用燃料种类的变化，各领域燃料结构变化的原因，人们对空气质量的主观评价和对空气污染物的认知，空气污染物对健康的影响，生活中采取的低碳节能的措施以及个人的合理化建议等方面的问题。 探究新知 调查 研究　 （三）实地访谈 请你的长辈或社区里的老人介绍一下家里先后使用过的几种炉灶和燃料以及交通工具，了解他们对近年来空气质量变化的主观感受。在访谈过程中认真倾听并做好记录，汇总访谈数据并进行分析。 用空气质量监测软件实时监测空气质量，并做好记录。咨询环保部门，了解近几年来空气质量状况，了解政府为防治大气污染、改善空气质量采取的措施。 探究新知 调查 研究　 （四） 撰写报告 根据调查获得的数据，撰写调查报告。 探究新知 交流 评估　 （四） 撰写报告 1. 展示交流你的调查数据图表和调查报告。从经济和环保的角度讨论近年来当地炊事、取暖、交通领域燃料结构的变化及变化的原因。 2. 采纳同学提出的合理化建议，听取教师的指导意见，完善你的调查。将你的报告送交相关部门并听取他们的意见和建议。 探究新知 八年级物理全一册 •沪科版2024 谢谢观看 THANKS $$