课题名称第十四章第二节：热机的效率教学目标知识与技能①从能量转化的角度认识燃料的热值。②了解内能利用在人类发展史上的重要意义。③通过能量的转化和转移，认识效率。过程与方法通过学生讨论和教师讲解，了解燃料的热值和热机效率情感态度与价值观①通过探索性实验，提高观察能力、实验操作能力和比较、分析、概括的能力，培养和实事求是的科学态度。②培养学生乐理探索自然现象和日常生活中的物理原理的兴趣，体现物理来源于生活，又服务于生活的道理。教学重点热值概念的理解。教学难点从能量的转化或转移的角度认识燃料的热值及热机效率。教学方法讲述法、演示法、分析法、练习法教学资源木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气（打火机中装有）等燃料样本，多媒体课件教学过程批注修改一、复习引入新课问：什么是机械效率？公式是什么？为什么有的汽车用汽油，有的汽车用柴油，还有的用天然气？热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题，这一节我们就来讨论这个问题。第二节热机的效率[课件展示］木柴取暖、煤气烧饭，引出常见的燃料。人类在原始社会就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭。在现代社会，人类所用能量的绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。教学过程批注修改1、家中煮饭时，主要使用的燃料有哪些？2、根据你的经验，燃烧的燃料不同，所需燃料的质量是否相同？燃料燃烧过程中能量转化有哪些？［设疑］：常见的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等，在燃烧时都会释放能量。但它们释放能量的能力是否相同呢？如果不同，那又如何来表示它们这种能力的大小呢？［交流与讨论］：如何比较不同燃料燃烧释放能量的能力的不同？必须保证哪些量相同才能进行比较？二、新课教学1、热值定义：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。燃料的热值1．热值在数值上等于1千克某种燃料完全燃烧释放出的热量。单位：焦/千克。［强调］：热值是燃料的重要特性，只和燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。问：汽油的热值为4.6×107焦/千克。其物理意义是什么？一筒汽油与半筒汽油相比，哪个热值大？2、物理意义热值直接反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映单位质量的该种燃料完全燃烧时放出的热量多（化学能转化成的内能多）。问：1、干木柴热值的物理意义：2、那么质量为mkg的干木柴完全燃烧释放出多少焦的热量，怎么计算？3、热量计算固体、液体：Q＝mq气体：Q=vq［例题］计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。教师：这些热量若全部被水吸收，可把多少千克左右的水由20℃烧开？实际生活中1千克干木柴能把35kg20℃的水烧开吗？那是为什么呢？［交流与讨论］实际需要的干木柴质量大大超过计算得出的数值，这是为什么？［归纳总结］燃料燃烧时需氧气助燃，供氧不足是燃料不能完全燃烧的主要原因。另外，烟气也会带走大量热量，炉壁还会传走一部分热量。这样就使得真正传给水的热量仅占燃料放出热量的一小部分。当然不能烧开那么多水。为了反映炉子对燃料的利用率，我们经常用炉子的效率来描述。［板书］炉子的效率。质疑：为了提高炉子的效率，人们做了种种努力，如何提高炉子的效率？炉子的效率：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率目前，我国炉具的平均效率还较低，若平均效率能提高1%。全国每年节省的燃料相当于一个大型煤矿的年产量，可见，改造炉具，提高炉子的效率具有巨大的节能潜力。教学过程批注修改［过渡］对于热机来说，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。热机的效率：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示（即η＝W有/Q放）。引导学生由机械效率的定义得出热机效率。［提示］为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。［交流与讨论］：如何合理利用能源，提高热机的效率？(1)热机的能量损失教师：一辆汽车从身旁驶过，有时根据人的嗅觉就能知道它的发动机是汽油机还是柴油机。这是为什么？热机的能量损失1．燃料未能完全燃烧除此之外还有些什么损失？有人曾用汽车的尾气加热饭菜就说明了这一点。除此之外，气缸壁等也会传走一部分内能。2．废气和散热带走一部分内能教师：以上这些都是没有转化成机械能的内能。那么曲轴获得的机械能是不是全部做了有用功？除此之外，由于各零部件之间有摩擦，曲轴还需克服摩擦做功。克服摩擦做功(2)热机的效率由于以上原因，真正用来做有用功的能量只占燃烧燃料所能提供能量的一部分。所占比例的大小，也就成了热机性能的标志。由于损失的原因比较多，所以热机的效率一般都较低。教师：热机是人类使用的主要动力机。尽管它的效率还不高。我们仍然离不了它。问题的关键是如何改进和提高它的性能。经过上面的分析，谁能归纳一下改进热机的总体设想？提高热机的效率，并非易事，需要解决的问题还很多，甚至每前进一步都要付出艰苦的努力，不过我们相信，随着科 |
