12.2 热量与热值 教学设计 2026-2027学年沪粤版九年级上册物理

该初中物理教学设计聚焦热量与热值核心知识，通过“火箭发射用什么燃料”情境导入，对比普通燃料与火箭燃料差异，衔接上节内能知识，引出热量（过程量）和热值（燃料特性）概念，搭建学习支架。 此资料以实验探究“水吸热与温度、质量关系”为主线，用控制变量法和转换法培养科学思维，通过温度、内能、热量对比表格助概念辨析，结合燃料利用率分析强化科学态度与责任。学生提升探究与辨析能力，教师获得清晰教学流程与活动设计，高效落实核心素养。

12.2 热量与热值 教案 课题 12.2 热量与热值 课型 新授课 年级 九年级（上册） 学科 物理 教材版本 沪粤版（2024）九年级上册 课时 1课时 教学方法 讲授法、实验探究法、讨论法、练习法 教学用具 多媒体课件、实验器材（铁架台、酒精灯、温度计、量筒、烧杯、钟表） 一、核心素养目标 物理观念 知道热量的定义，理解热量是在热传递过程中内能改变的多少，建立热量是过程量的物理观念。 知道热值的定义和物理意义，理解热值是燃料本身的一种特性，形成用热值比较不同燃料燃烧放热能力的物理观念。 理解水吸收的热量与其温度变化和质量的关系，知道1kg纯水温度升高1℃吸收的热量是4.2×10³J。 科学思维 通过对温度、内能、热量三个概念的对比分析和归纳，培养分类比较和归纳总结的科学思维方法，能准确区分状态量和过程量。 通过实验探究水吸收的热量与温度变化和质量的关系，学习控制变量法和转换法在物理实验中的应用，培养科学推理能力。 通过对燃料利用率（煤炉烧水）的分析，培养从能量转化和转移的角度分析实际问题的科学思维。 科学探究 通过活动“探究水吸收的热量与它温度变化、质量的关系”，经历提出问题、设计实验、进行实验、记录数据、分析论证的完整探究过程，学习控制变量法和转换法。 通过活动“怎样选择燃料”的调查研究，经历收集信息、比较分析、综合评估的探究过程，培养基于证据进行科学决策的能力。 科学态度与责任 通过了解燃料的热值在日常生活和科技发展中的重要意义（如火箭燃料的选择），认识物理知识服务于生产实践的价值，增强科技报国的意识。 通过对燃料利用率（煤炉烧水效率）的分析，认识到提高燃料利用率对节约能源和环境保护的重要意义，树立可持续发展的社会责任意识。 二、教学重难点 教学重点 1. 热量的概念——物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量，理解热量是过程量，只能说“吸收”或“放出”热量，不能说“含有”热量。 2. 水吸收的热量与其温度变化和质量的关系——当物体温度升高或降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比。 3. 热值的概念——某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）之比，热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。 4. 燃料完全燃烧放热的计算公式 Q放 = mq（固体燃料）和 Q放 = Vq（气体燃料），能运用公式进行简单计算。 教学难点 1. 区分温度、内能、热量三个概念——温度、内能是状态量，热量是过程量，理解三者的区别与联系，特别是热量与内能的关系。 2. 理解热值概念中“完全燃烧”的含义——在理想条件下燃料完全燃烧放出的热量，实际燃烧中燃料不可能完全燃烧，实际放出的热量往往少于理论计算值。 3. 运用控制变量法和转换法设计实验探究水吸收的热量与其温度变化和质量的关系——理解用加热时间长短粗略判断水吸收热量多少的转换思想。 三、教学过程 （一）情境导入：火箭发射用什么燃料？（2分钟） 【教师活动】同学们，请观看屏幕上火箭发射升空的壮观场景。火箭腾空而起，获得了巨大的机械能。你们知道火箭是如何获得巨大机械能的吗？它用的又是什么燃料呢？为什么发射火箭不用汽油或柴油呢？ 【学生活动】学生观看火箭发射图片后积极思考并讨论：火箭升空需要巨大的能量，这些能量来自燃料的燃烧。火箭使用的是特殊的燃料（如液氢、液氧等高能燃料），而不是普通的汽油或柴油。汽油和柴油燃烧放出的能量可能不足以推动火箭升空。不同的燃料燃烧时放出的热量不一样。 【教师活动】同学们观察得很仔细！火箭之所以能获得巨大的机械能，是因为它使用了高能燃料——液氢。液氢燃烧时放出的热量非常大。那么，不同燃料燃烧时放出的热量为什么不同？怎么衡量燃料放热能力的大小？在热传递过程中，物体吸收或放出热量的多少又叫做什么？今天我们就来学习第十二章第二节——热量与热值。 【知识点】热量与热值引入：火箭使用液氢等高能燃料获得巨大机械能，不同燃料燃烧时放出的热量不同。物理学中用热值来衡量燃料放热能力的大小，用热量来表示热传递过程中内能改变的多少。 【设计意图】以“火箭发射用什么燃料”这一震撼的科技场景引入，激发学生的好奇心和探究兴趣，自然地引出本课的两个核心概念“热量”和“热值”，使学生认识到不同燃料的放热能力不同，为后续学习热值概念做好铺垫。 【过渡语】火箭燃料燃烧放出的巨大能量，在热传递过程中被火箭的工质吸收，转化为机械能。那么，在热传递过程中，物体吸收或放出能量的多少，在物理学中有一个专门的物理量来描述，这就是“热量”。让我们首先来学习热量的概念。 （二）新知探究——环节一：热量（8分钟） 1. 热量的定义 【教师活动】同学们，在上一节我们学习了内能的概念。我们知道，热传递可以改变物体的内能。在热传递过程中，高温物体和低温物体之间发生了能量的转移。那么，物理学中如何描述这种转移的能量呢？ 【学生活动】学生回顾上节课内容后回答：改变物体内能有两种方式——做功和热传递。热传递的实质是内能的转移。在热传递过程中，高温物体内能减少，低温物体内能增加。 【教师活动】回顾得非常好！在物理学中，我们把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。热量通常用符号Q表示。当仅有热传递时，物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。在国际单位制中，热量的单位是焦耳（J），与内能的单位相同。 【知识点】热量的定义：在物理学中，把物体在热传递过程中内能改变的多少叫做热量。符号：Q。单位：焦耳（J），与内能的单位相同。当仅有热传递时：物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。 2. 对“热量”的理解 【教师活动】请同学们注意，热量是一个非常重要的物理量，但同时也是同学们容易出错的地方。关于热量的理解，有以下几点需要特别注意。 【教师活动】第一，热量是一个过程量，它对应于热传递的过程。也就是说，只有在发生热传递时，才能谈热量。第二，一个物体的温度即使很高，也不能说它含有的热量多。第三，物体吸收了多少热量，物体的内能就增加了多少；相反，物体放出了多少热量，物体的内能就减少了多少。 【学生活动】学生记录并理解：不能说“一个物体含有多少热量”，只能说“一个物体吸收了多少热量”或“放出了多少热量”。热量是过程量，内能是状态量。 【知识点】关于热量的理解：①热量是一个过程量，它对应于热传递的过程；②一个物体的温度即使很高，也不能说它含有的热量多；③物体吸收了多少热量，物体的内能就增加了多少；物体放出了多少热量，物体的内能就减少了多少。不能说“一个物体含有多少热量”，只能说“一个物体吸收了多少热量”或“放出了多少热量”。 【易错提示】热量是过程量，只在热传递过程中才有意义。不能说“某物体含有多少热量”，正如不能说“某物体含有多少功”一样。热量和内能的关系：物体吸收热量，内能增加；物体放出热量，内能减少。但内能增加不一定都是因为吸收了热量（也可能是外界对物体做了功）。 3. 温度、内能、热量的区别与联系 【教师活动】同学们，温度、内能、热量这三个概念之间既有区别又有联系。它们是本章的易错点和易混点，也是考试的重要考点。下面我们通过一个对比表格来系统地梳理三者的区别与联系。 【教师活动】请同学们看屏幕上的对比表。温度是宏观上表示物体的冷热程度，微观上反映物体中大量分子无规则运动的剧烈程度。内能是物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和。热量是在热传递过程中，物体间内能转移的多少。 【学生活动】学生观察对比表后总结：温度是状态量，用“是”“降低（到）”“升高（到）”来描述，单位是摄氏度（℃）。内能也是状态量，用“有”“具有”“改变”“增加”“减少”等来描述，单位是焦耳（J）。热量是过程量，用“放出”“吸收”等来描述，单位也是焦耳（J）。 【教师活动】总结得非常到位！三者之间的联系：在热传递的过程中，物体吸收热量，内能会增加；物体放出热量，内能会减少，但此过程中物体温度不一定会发生改变（例如晶体熔化时吸热但温度不变）。 温度、内能、热量的区别与联系 对比项目 温度 内能 热量 概念 宏观上表示物体的冷热程度；微观上反映分子无规则运动的剧烈程度 物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和 在热传递过程中，物体间内能转移的多少 量的性质 状态量 状态量 过程量 表述 用“是”“降低（到）”“升高（到）”来描述 用“有”“具有”“改变”“增加”“减少”等描述 用“放出”“吸收”等描述 单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J） 联系 在热传递的过程中，物体吸收热量，内能会增加；物体放出热量，内能会减少，但此过程中物体温度不一定会发生改变（如晶体熔化吸热但温度不变） 【知识点】温度、内能、热量的对比：温度是状态量，表示冷热程度，单位是℃；内能是状态量，是所有分子动能与分子势能的总和，单位是J；热量是过程量，是热传递过程中内能转移的多少，单位是J。联系：热传递过程中，物体吸热内能增加，但温度不一定改变（如晶体熔化）。 【理解要点】区分温度、内能、热量的关键：①温度表示冷热程度，是状态量；②内能是微观分子能量的总和，也是状态量；③热量是热传递过程中转移的内能，是过程量。记住：温度可“升高/降低”，内能可“增加/减少”，热量只能“吸收/放出”。不能说“含有热量”或“热量增加”。 【设计意图】通过温度、内能、热量的对比表格，系统梳理三个易混概念的差异与联系，帮助学生建立清晰的概念体系。表格形式直观明了，便于学生对比记忆，有效突破本课的第一个难点。 【过渡语】我们知道了热量是热传递过程中内能改变的多少。那么，物体吸收热量的多少与哪些因素有关呢？下面我们通过一个实验探究活动来研究水的吸热与其温度变化和质量的关系。 （三）新知探究——环节二：活动1 探究水吸收的热量与其温度变化、质量的关系（12分钟） 1. 提出问题与猜想 【教师活动】请同学们思考两个生活情境：第一，用相同热水壶加热质量相等、初温都是20℃的两壶水，一壶加热到60℃，另一壶加热到100℃，哪壶水需要加热的时间更长？第二，用相同热水壶，分别使一壶水和半壶水升高相同的温度，哪壶水吸收的热量更多？ 【学生活动】学生思考并回答：第一个情境中，加热到100℃的水需要加热的时间更长，因为温度变化更大，需要吸收的热量更多。第二个情境中，一壶水（质量大的）吸收的热量更多，因为加热的水更多。因此，水吸收的热量可能与温度变化和质量有关。 【教师活动】同学们的猜想非常合理！那么，水吸收的热量到底与温度变化、质量有怎样的定量关系呢？下面我们通过实验来探究。 2. 实验设计 【教师活动】实验目的：研究水吸收的热量与它温度变化、质量的关系。实验器材：铁架台一个，酒精灯一盏，温度计一支，量筒一个，相同的烧杯几个，钟表一只。 实验装置图：铁架台、酒精灯、温度计、烧杯 【教师活动】请同学们思考两个问题：第一，实验中应该用哪些实验方法设计实验？第二，如何判定水吸收热量的多少？ 【学生活动】学生讨论后回答：实验方法应该采用控制变量法和转换法。要探究水吸收的热量与温度变化的关系，需控制水的质量相同，改变温度变化，比较加热时间。要探究水吸收的热量与质量的关系，需控制温度变化相同，改变水的质量，比较加热时间。判定水吸收热量的多少，用加热时间的长短来粗略判断——在相同加热条件下，加热时间越长，水吸收的热量越多。 【教师活动】分析得非常准确！这就是控制变量法和转换法在实验探究中的应用。控制变量法保证我们每次只改变一个因素，转换法将不易直接测量的热量转化为容易测量的加热时间。 【知识点】实验方法：①控制变量法——探究水吸热与温度变化的关系时控制质量不变，探究水吸热与质量的关系时控制温度变化不变；②转换法——用加热时间的长短粗略判断水吸收热量的多少（相同加热条件下，加热时间越长，吸收热量越多）。 3. 实验1：探究水的吸热与温度变化的关系 【教师活动】实验1目的是探究当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度的关系。实验中保持水的质量不变，改变水升高的温度，记录不同的温度变化对应的加热时间。 【学生活动】学生分组进行实验，记录实验数据：保持水的质量一定（如取200g水），分别加热使水升高不同的温度（3℃、6℃、9℃、12℃、15℃……），记录每次加热所需的时间。 实验1记录表：探究水的吸热与温度变化的关系（水的质量一定） 水升高的温度 Δt/℃ 3 6 9 12 15 … 累计加热的时间 t/min ______ ______ ______ ______ ______ ______ 【教师活动】实验结果表明：当水升高的温度相同时，加热的时间基本相等。也就是说，当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成正比。 【知识点】实验1结论：当质量一定时，水吸收的热量与升高的温度成正比。水温度升高得越多，吸收的热量越多。 4. 实验2：探究水的吸热与水的质量的关系 【教师活动】实验2的目的是探究当升高的温度相同时，水吸收的热量与水的质量的关系。请同学们思考以下问题后进行实验设计：①要探究水的吸热跟水的质量的关系，应控制哪个量不变？改变哪个量？比较哪个量？②在实验1中，水吸收热量的多少是根据什么来粗略判断的？③用实验1中的器材如何进行实验2的探究？应测量和记录哪些量？ 【学生活动】学生思考并设计实验：①控制水升高的温度不变，改变水的质量，比较加热时间。②水吸收热量的多少根据加热时间的长短来粗略判断。③用相同加热装置，分别取不同质量的水（如100g、200g、300g），加热使它们升高相同的温度（如都升高10℃），记录加热所需的时间。 【教师活动】实验设计得很合理！下面请同学们按照设计进行实验，并仿照实验1的记录表格，自行设计实验2的记录表格。 【学生活动】学生分组实验并记录：分别取100g、200g、300g的水，加热使它们升高相同的温度，记录加热时间。 实验2记录表：探究水的吸热与水的质量的关系（升高的温度相同） 水的质量 m/g 100 200 300 加热的时间 t/min ______ ______ ______ 【教师活动】实验结果表明：当升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成正比。也就是说，质量越大的水，要升高相同的温度，需要吸收的热量越多。 【知识点】实验2结论：当升高的温度相同时，水吸收的热量跟它的质量成正比。水的质量越大，升高相同温度时需要吸收的热量越多。 【实验注意】实验探究的注意事项：①酒精灯使用时要注意安全，避免烫伤；②加热过程中要不断搅拌，使水温均匀；③温度计读数时视线要与液面齐平；④控制变量法要严格执行——每次实验只改变一个变量；⑤这些结论对于水的放热情况同样适用。 5. 焦耳的实验结论 【教师活动】进一步的研究表明，当物体温度升高或者降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比。英国物理学家焦耳经过长期的实验研究得出：1kg纯水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×10³J；1kg纯水温度降低1℃时所放出的热量也是4.2×10³J。 【学生活动】学生记录焦耳实验结论：1kg纯水温度升高1℃吸收的热量是4.2×10³J；1kg纯水温度降低1℃放出的热量也是4.2×10³J。这说明水的吸热和放热是对称的，吸热多少和放热多少在相同条件下是相等的。 【知识点】焦耳实验结论：①当物体温度升高或降低时，它吸收或放出的热量与物体质量的大小、温度的变化多少成正比；②1kg纯水温度升高1℃时所吸收的热量是4.2×10³J；③1kg纯水温度降低1℃时所放出的热量也是4.2×10³J。 【知识拓展】焦耳（James Prescott Joule，1818-1889），英国物理学家，热力学的奠基人之一。他通过大量精确的实验，测定了热功当量，证明了热和功之间的转化关系。能量的单位“焦耳”就是以他的名字命名的。焦耳的实验研究为热力学第一定律（能量守恒定律）的建立奠定了坚实的实验基础。 【设计意图】通过两个探究实验，让学生经历完整的科学探究过程——提出问题、猜想假设、设计实验（控制变量法和转换法）、进行实验、记录数据、分析论证。实验1和实验2分别探究水吸热与温度变化和质量的关系，最后引出焦耳的实验结论，层层递进，逻辑严谨。 【过渡语】通过实验探究，我们知道了水吸收热量的多少与温度变化和质量的关系，也知道了焦耳通过实验得出的重要结论。那么，不同燃料燃烧时放出的热量有什么不同呢？衡量燃料放热能力的物理量是什么？让我们进入第二个知识点——燃料的热值。 （四）新知探究——环节三：燃料的热值（10分钟） 1. 常见燃料与问题引入 【教师活动】同学们，生活中常见的燃料有哪些？请列举出来。 【学生活动】学生列举：天然气、汽油、酒精、木炭、干木柴、蜂窝煤、柴油、液化气等。 天然气 汽油 木炭 干木柴 蜂窝煤 酒精 【教师活动】在生活中，我们会发现，同样是将一壶水烧开，需要干木柴的质量比需要煤的质量多得多。这说明相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同的？ 用木柴烧水 用煤炉烧水 【学生活动】学生观察对比图后回答：同样是将一壶水烧开，需要干木柴的质量比需要煤的质量多得多，说明相同质量的煤和干木柴燃烧，煤放出的热量比干木柴多。所以相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量不相同。 【教师活动】同学们观察得很仔细！与干木柴相比，煤燃烧放出热量的能力更强。那么，如何科学地比较不同燃料燃烧时放热能力的大小呢？物理学中引入了“热值”这个概念。 2. 热值的定义 【教师活动】实验发现，燃烧1kg煤放出的热量，是燃烧1kg木柴放出热量的两倍多。为了比较不同燃料放热能力的大小，我们规定：把不同的燃料质量都取1kg，让它们完全燃烧，比较它们放出热量的多少。 热值发现：1kg煤放出的热量是1kg木柴的两倍多 取1kg不同燃料完全燃烧，比较放出热量的多少 【教师活动】在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。热值用符号q表示。 【知识点】热值的定义：在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）之比，叫做这种燃料的热值。符号：q。物理意义：表示不同燃料完全燃烧时释放热量的能力。燃料燃烧时的能量转化：化学能转化为内能。 【理解要点】热值定义中的关键条件：①“完全燃烧”——燃料燃烧充分，生成稳定的氧化物，不再有可燃成分剩余；②“所放出的热量”——指完全燃烧后释放的总热量；③“与燃料质量（或体积）之比”——热值本质上是单位质量（或体积）燃料完全燃烧放出的热量。 3. 热值的公式 【教师活动】根据热值的定义，热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。对于固体燃料和液体燃料，热值的单位是焦每千克（J/kg）。对于某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下1m³燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米（J/m³）。 【教师活动】燃料完全燃烧放出的热量可以用公式来计算。对于固体燃料和液体燃料，Q放 = mq，其中m是燃料的质量，单位是kg，q是热值，单位是J/kg。对于气体燃料，Q放 = Vq，其中V是燃料的体积，单位是m³，q是热值，单位是J/m³。 （固体燃料和液体燃料） （气体燃料） 【知识点】燃料完全燃烧放热的计算公式：①固体/液体燃料：Q放 = mq，其中m是燃料质量（kg），q是热值（J/kg），Q放是放出的热量（J）；②气体燃料：Q放 = Vq，其中V是燃料体积（m³），q是热值（J/m³），Q放是放出的热量（J）。 4. 常见燃料的热值表 【教师活动】请同学们看屏幕上的常见燃料热值表。不同燃料的热值不同，同一种燃料（如天然气）因产地不同，热值也可能在一个范围内变化。 一些常见燃料的热值 类别 燃料 热值 q 单位 气体燃料 氢气 1.26×10⁷ J/m³ 气体燃料 天然气 3.3×10⁷ ~ 4.5×10⁷ J/m³ 气体燃料 煤气 1.8×10⁷ J/m³ 液体燃料 酒精 3.0×10⁷ J/kg 液体燃料 柴油 4.3×10⁷ J/kg 液体燃料 石油 4.4×10⁷ J/kg 液体燃料 汽油 4.6×10⁷ J/kg 液体燃料 煤油 4.6×10⁷ J/kg 液体燃料 液化气 4.9×10⁷ J/kg 液体燃料 液氢 1.4×10⁸ J/kg 固体燃料 干木柴 1.2×10⁷ J/kg 固体燃料 烟煤 2.9×10⁷ J/kg 固体燃料 焦炭 3.0×10⁷ J/kg 固体燃料 无烟煤 3.4×10⁷ J/kg 固体燃料 木炭 3.4×10⁷ J/kg 【学生活动】学生观察热值表后回答：液氢的热值最大（1.4×10⁸ J/kg），干木柴的热值最小（1.2×10⁷ J/kg）。气体燃料中氢气的热值最大（1.26×10⁷ J/m³）。液氢的热值大约是干木柴热值的10倍以上，这解释了为什么火箭选择液氢作为燃料——液氢的热值非常大，单位质量放出的热量远超其他燃料。 【教师活动】分析得很到位！从热值表可以看出，不同燃料的热值不同，液氢的热值远大于其他燃料。这就是为什么火箭要使用液氢作为燃料——可以用最小的质量携带最多的能量。 5. 热值的物理意义 【教师活动】热值的物理意义是描述燃料燃烧时放热能力的物理量。例如，干木柴的热值是1.2×10⁷ J/kg，它所表示的物理意义是：1kg的干木柴完全燃烧，放出的热量是1.2×10⁷ J。煤气的热值是1.8×10⁷ J/m³，它所表示的物理意义是：标准状态下1m³的煤气完全燃烧，放出的热量是1.8×10⁷ J。 【学生活动】学生练习表述热值的物理意义：酒精的热值是3.0×10⁷ J/kg，表示1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×10⁷ J。汽油的热值是4.6×10⁷ J/kg，表示1kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6×10⁷ J。 【知识点】热值的物理意义表述：“（某燃料）的热值是……，表示1kg（或1m³）的该燃料完全燃烧，放出的热量是……J”。热值在数值上等于1kg（或1m³）某种燃料完全燃烧放出的热量。 6. 热值的特性 【教师活动】请同学们思考：热值的大小与什么因素有关？一桶汽油用掉一半后，剩下的汽油热值变了吗？ 【学生活动】学生讨论后回答：热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少无关。一桶汽油用掉一半后，剩下的汽油热值不变，因为汽油的种类没有变。 【教师活动】非常正确！热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。就像密度是物质的一种特性一样，热值也是燃料的一种特性。热值定义中要求燃料“完全燃烧”，这是理想状态。在实际生活中，燃料不可能完全燃烧，因此实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的理论值。 【知识点】热值的特性：热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少无关。热值定义中的“完全燃烧”是理想状态，实际燃烧中燃料不可能完全燃烧，实际放出的热量往往少于理论值。 【重点强调】热值是燃料的特性，类似于密度是物质的特性。热值只与燃料的种类有关，与质量、体积、是否完全燃烧无关。判断热值变化的简单方法：只要燃料的种类不变，热值就不变。用掉一半的汽油，热值不变；将煤块碾成煤粉，热值也不变。 【设计意图】通过常见燃料热值表的呈现和热值物理意义的表述训练，帮助学生建立热值的概念，理解热值作为燃料特性的含义。从生活实例（木柴烧水和煤炉烧水）引入，到热值定义、公式、热值表、物理意义、特性，层层递进，构建完整的知识体系。 【过渡语】热值表中的数据都是燃料完全燃烧时的理论值。但在实际生活中，燃料能否完全燃烧？燃料燃烧放出的能量能否被有效利用？让我们来分析一个生活中的实例——用煤炉烧水，看看燃料燃烧释放的能量都去了哪里。 （五）新知探究——环节四：燃料利用率讨论（5分钟） 1. 煤炉烧水的能量分析 【教师活动】请同学们看屏幕上的煤炉烧水图片，思考以下三个问题：第一，煤能完全燃烧吗？第二，煤燃烧释放的能量，被有效利用的是哪部分？第三，没有被有效利用的能量去了哪里？ 用煤炉烧水：煤燃烧释放的能量去哪了？ 【学生活动】学生观察图片后讨论：第一，煤不能完全燃烧，有一部分煤没有充分燃烧，损失了能量。第二，被有效利用的能量是被水吸收的热量——这才是我们烧水的目的。第三，没有被有效利用的能量包括：水壶吸收了一部分能量、煤炉自身吸收了一部分能量、高温烟气带走了一部分能量、还有一部分能量直接散失到空气中。 【教师活动】同学们分析得很全面！下面我们来看能量流向图，更加直观地了解煤燃烧释放的能量分配情况。 蜂窝煤完全燃烧释放的能量 【教师活动】从能量流向图可以看出，蜂窝煤完全燃烧释放的能量中，只有被水吸收的那部分才是有效利用的能量，其余的能量都损失了。损失的能量包括：煤不能完全燃烧损失的能量、煤炉吸收的能量、水壶吸收的能量、高温烟气带走的能量、直接散失的能量等。 【知识点】煤炉烧水的能量分析：有效利用的能量——被水吸收的热量（目的）。损失的能量——煤不能完全燃烧损失的能量、煤炉吸收的能量、水壶吸收的能量、高温烟气带走的能量、直接散失的能量。 2. 燃料利用率与提高措施 【教师活动】由煤的燃烧实例可知，在多数情况下，燃料不可能完全燃烧，因此燃料燃烧时实际放出的热量往往少于根据热值计算出来的理论值。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。 【教师活动】燃料利用率——普通家用煤炉燃烧无烟煤，热效率只有15%；普通燃煤锅炉的热效率约为30%；现代化的锅炉，热效率可达90%左右。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，同时尽可能减少各种热量损失，既可节约燃料，又可减少污染，保护环境。 【学生活动】学生讨论提高燃料利用率的措施：①改善燃烧条件，使燃料充分燃烧（如将煤块碾成煤粉、增加通风等）；②减少热量散失（如使用保温材料、改进炉灶设计等）；③回收利用余热（如利用烟气余热预热空气等）；④使用热效率更高的现代化锅炉。 【知识点】提高燃料利用率：①改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧；②尽可能减少各种热量损失（保温、减少散热）；③回收利用余热。燃料利用率提高的意义：节约燃料，减少污染，保护环境。 【知识拓展】燃料利用率的对比：普通家用煤炉热效率约15%，普通燃煤锅炉约30%，现代化锅炉可达90%左右。提高燃料利用率不仅节约能源，还能减少CO₂、SO₂等污染物的排放，对环境保护具有重要意义。这也是我国大力推广清洁能源和高效锅炉的重要原因。 3. 活动2：怎样选择燃料 【教师活动】作为课后延伸活动，请同学们向长辈请教家中曾使用过哪几种燃料，从热值的大小、对环境的污染程度等方面对这些燃料进行比较研究。同时，了解现在家里经常使用的是哪种燃料，估算一下家庭一个月需支付多少燃料费，思考可以减少燃料费支出的措施。 【学生活动】学生记录课后活动任务：①调查家庭使用过的燃料种类，从热值和环保角度进行比较；②了解当前使用的燃料，估算月燃料费用；③思考节能减费的措施。 【设计意图】通过煤炉烧水的能量流向分析，让学生认识到实际生活中燃料利用效率的局限性，建立能量利用效率的概念。课后活动“怎样选择燃料”将课堂学习延伸到家庭生活，培养学生的调查研究能力和节约能源意识。 【过渡语】通过以上的学习，我们掌握了热量和热值的概念，了解了水吸热与温度变化和质量的关系，知道了燃料利用率的含义。现在，让我们通过课堂练习来巩固所学知识，检验学习效果。 （六）课堂练习（5分钟） 练1（热值概念辨析） 关于燃料的热值正确的是（ ） A. 燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B. 燃料的热值与燃料的种类有关 C. 燃料的热值与燃料的多少有关 D. 燃料的热值与上面三个因素都有关 【教师活动】请同学们回忆热值的特性——热值是燃料本身的一种特性，只与什么因素有关？ 【学生活动】学生分析：热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度（是否完全燃烧）、燃料的多少（质量）均无关。A选项错误，热值与燃烧程度无关；B选项正确，热值只与燃料种类有关；C选项错误，热值与燃料多少无关；D选项错误。正确答案是B。 【教师活动】分析得很准确！这道题考察了热值的基本特性——热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关。 练2（温度、内能、热量辨析） 关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（ ） A. 将一壶水由20℃加热到50℃，水的内能增加了 B. 热传递的过程中，热量从内能多的物体传向内能少的物体 C. 物体的内能增加，一定从外界吸收了热量 D. 物体的温度不变，其内能就一定不变 【教师活动】请同学们仔细分析每个选项，注意区分温度、内能和热量三个概念。 【学生活动】学生分析：A选项，水由20℃加热到50℃，温度升高，内能增加，正确。B选项，热传递过程中，热量从高温物体传向低温物体，不是从内能多的物体传向内能少的物体，错误。C选项，物体的内能增加，不一定是从外界吸收了热量，也可能是外界对物体做了功，错误。D选项，物体的温度不变，内能不一定不变——例如晶体熔化时温度不变但内能增加，错误。正确答案是A。 【教师活动】分析得非常全面！这道题综合考察了温度、内能、热量三个概念的区别与联系，以及内能改变的方式。 练3（热值定义辨析） 下面说法不正确的是（ ） A. 燃料燃烧时，将化学能转化为内能 B. 人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的 C. 1kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值 D. 提高燃料的利用率是节约能源的重要措施 【教师活动】请同学们注意热值定义中的关键条件是什么？ 【学生活动】学生分析：A选项正确，燃料燃烧是化学能转化为内能的过程。B选项正确，人类使用的能量绝大部分来自燃料燃烧。C选项错误，热值定义要求燃料“完全燃烧”，缺少这一关键条件，1kg某种燃料燃烧放出的热量不一定等于热值（因为可能不完全燃烧）。D选项正确，提高燃料利用率是节约能源的重要措施。正确答案是C。 【教师活动】分析得很到位！这道题的关键在于热值定义中的“完全燃烧”条件是必不可少的，缺少这一条件，热值的定义就不准确。 练4（热值公式计算） 一般家用轿车使用标号为93的汽油作燃料（热值为4.6×10⁷ J/kg）。端午节放假，小翔爸爸驾车携全家出游，仪表显示全程燃油20kg。此次出游，轿车耗能________J。 【教师活动】请同学们运用热值计算公式 Q放 = mq 进行计算。 【学生活动】学生计算：Q放 = mq = 20kg × 4.6×10⁷ J/kg = 9.2×10⁸ J。轿车耗能9.2×10⁸ J。 【教师活动】计算正确！这道题考察了热值公式 Q放 = mq 的简单应用。注意单位要统一——质量用kg，热值用J/kg，计算出的热量单位是J。 【练习总结】四道练习题覆盖了本课的核心知识点：练1考察热值的基本特性（只与燃料种类有关），练2考察温度、内能、热量三个概念的辨析，练3考察热值定义中“完全燃烧”的关键条件，练4考察热值公式 Q放 = mq 的简单计算。通过这四道题，全面巩固了热量与热值的核心知识。 （七）课堂小结（3分钟） 【教师活动】让我们一起来回顾本节课学了哪些内容？ 【学生活动】学生总结：本节课学习了两个核心概念——热量和热值。热量是物体在热传递过程中内能改变的多少，单位是焦耳（J），热量是过程量。通过实验探究知道了水吸收的热量与其温度变化和质量成正比，1kg纯水温度升高1℃吸收的热量是4.2×10³J。热值是某种燃料完全燃烧时所放出的热量与燃料质量（或体积）之比，是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。固体燃料 Q放 = mq，气体燃料 Q放 = Vq。燃料利用率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比，提高燃料利用率可以节约能源、保护环境。 【教师活动】总结得非常全面！本节课的重点是理解热量的概念（过程量）和热值的概念（燃料的特性），掌握温度、内能、热量三者的区别与联系，熟练运用热值公式 Q放 = mq 和 Q放 = Vq 进行简单计算。同学们要特别注意热量是过程量，不能说“含有热量”；热值只与燃料种类有关，与质量、是否完全燃烧无关。 [IMG MISSING: unknown] 【知识框架】热量与热值的知识框架： ┌── 热量 │ ├── 定义：物体在热传递过程中内能改变的多少 │ ├── 符号：Q，单位：焦耳（J） │ ├── 性质：过程量（不能说“含有”热量） │ └── 水吸热规律：与质量、温度变化成正比 │ └── 1kg水升高1℃吸热4.2×10³J └── 热值 ├── 定义：燃料完全燃烧放出的热量与质量（或体积）之比 ├── 符号：q，单位：J/kg 或 J/m³ ├── 特性：只与燃料种类有关 ├── 公式：Q放 = mq（固体/液体），Q放 = Vq（气体） └── 燃料利用率：有效利用能量与总能量之比 四、板书设计 12.2 热量与热值 一、热量 1. 定义：物体在热传递过程中内能改变的多少 2. 符号：Q，单位：焦耳（J） 3. 性质：过程量 不能说“含有热量”，只能说“吸收/放出热量” 4. 温度、内能、热量对比 温度：状态量，单位℃ 内能：状态量，单位J 热量：过程量，单位J 5. 水吸热规律 与质量、温度变化成正比 1kg水升高1℃吸热：4.2×10³J 二、热值 1. 定义：燃料完全燃烧放出的热量与质量（体积）之比 2. 符号：q，单位：J/kg 或 J/m³ 3. 特性：只与燃料种类有关 4. 公式 固体/液体：Q放 = mq 气体：Q放 = Vq 5. 燃料利用率 提高措施：充分燃烧、减少热损失 五、教学反思 1. 本课以“火箭发射用什么燃料”这一震撼的科技场景引入，是否有效激发了学生对热量和热值概念的好奇心和探究兴趣？学生对“为什么火箭不用汽油或柴油”这一问题的回答反映出怎样的思维水平？ 2. 热量的概念教学是否清晰？学生是否真正理解了“热量是过程量”这一核心要点？能否准确区分温度、内能、热量三个概念？温度、内能、热量的对比表格是否帮助学生建立了清晰的概念体系？ 3. 活动1“探究水的吸热与温度变化、质量的关系”是否有效帮助学生掌握了控制变量法和转换法？学生能否独立设计实验探究方案？实验过程中的数据记录和分析是否规范？ 4. 热值的概念教学是否清晰？从生活实例（木柴烧水和煤炉烧水）引入热值，到热值定义、公式、热值表、物理意义、特性，层层递进的逻辑是否被学生接受？学生对“热值是燃料的特性，只与燃料种类有关”的理解是否到位？ 5. 热值公式 Q放 = mq 和 Q放 = Vq 的讲解是否到位？学生能否正确区分固体/液体燃料和气体燃料的不同公式形式？课堂练习4的反馈显示学生运用公式进行计算的能力如何？ 6. 燃料利用率讨论（煤炉烧水能量分析）是否帮助学生建立了能量利用效率的意识？学生对“提高燃料利用率可以节约能源、保护环境”的认识是否深刻？课后活动“怎样选择燃料”是否激发了学生调查研究家庭燃料使用的兴趣？ 7. 课堂练习反馈显示，学生对热值特性辨析（练1）、温度/内能/热量辨析（练2）、热值定义辨析（练3）和热值公式计算（练4）的掌握情况如何？哪个知识点的问题最突出？是否需要在下节课增加针对性练习？ 学科网（北京）股份有限公司 $