《热机》一课教学研讨(新课标初中物理八年级).doc

热机一课教学研讨地点：有多媒体的教室软件：PPT课件、“内能做功”的GIF图片、汽油机与柴油机的FLASH、完全燃烧与不完全燃烧的对比图片（JPEG）、两种热水器的图片（JPEG）、瓦特蒸汽机图片。器材：两支蜡烛、两个蒸发皿、火柴。师：通过图片，我们重温一下“极品飞炮”的实验。你能告诉我在这个实验里，有哪些能量的转化过程吗？生：内能转化为机械能。师：那么内能又是由什么转化而来的呢？生：酒精燃烧！师：从化学课的角度看，酒精的燃烧是属于什么类型的变化呢？生：化学变化。师：作总结“酒精燃烧时发生了化学变化，我们说这是酒精具有的化学能转化为水的内能，最后再转化为活塞的机械能。”并板书：化学能 内能 机械能师：我们前面学习过，两种方法能改变物体的内能，是哪两个方法？生：热传递和做功。师：那么在这个实验里，水内能的增大是利用了什么方法？生：热传递（加热）师：对，酒精燃烧加热，增大了水的内能。补充板书化学能 内能 机械能燃料燃烧热传递除了酒精能作为燃料外，我们生活之中还有什么常用燃料？生：煤气、煤、木炭处理一：师：演示实验点燃两支蜡烛，第一支蜡烛上方放一个蒸发皿，用另一个蒸发皿内壁压住第二支蜡烛的火焰使之发生不完全燃烧。过一段时间后，让学生观察两个蒸发皿的底部有什么不同？生：一个比较干净，另一个黑矇矇的。师：通过比较，大家可以猜想到，两去蜡烛的燃烧是否相同呢？生：不相同。师：用手沾一些黑色物，介绍“这就是我们以前用木柴作燃料时，铁锅的底部常见到的炭黑，我们广州话就是锅捞它是由不完全燃烧引起的。处理二：师：观察图片。师：再结合化学课上我们所学的内容看，（化学课的上册已经对完全燃烧和不完全燃烧有详细介绍）这两种燃烧有什么不同？生：一种是完全燃烧，另一种是不完全燃烧。建议使用处理一后再继续下面的教学。寒冬时令，不时会发生热水器使用时的死亡事故，你认为死亡的原因通常是什么？生：煤气中毒师：煤气中毒又是怎样产生的？生作答，师总结：在化学课中我们知道：当氧气不充足时，可燃物不完全燃烧，燃烧得慢，放出热量少，可燃物中的碳、氢元素分别生成一氧化碳、碳氢化合物等仍然能够燃烧的有毒气体和炭黑颗粒等物质。人体吸入有毒气体后死亡。器师：所以在出现一系列安全事故后，国家强令强排式热水器替代容易产生不完全燃烧的直排式热水器。（展示图片） 师：强排式热水器的排气管设计，加强空气流动，能使燃料尽量完全燃烧，燃烧得快，放出热量多。我们把“1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值”板书：一、热值 单位：J/kg师：结合135页的小资料，如果广州市的管道燃气由煤气变成天然气，你认为会使用价格会不变，会升高，还是会降低？为什么？生：天然气的价格可能会升高。因为每kg的天然气燃烧时放出的热量比煤气要多。师：要注意，是什么情况下的燃烧？生：完全燃烧。师：对，大家一起告诉我，资料中所示的煤气热值表示什么意思？生回答，师纠正！师：再展示图片。通过加热的方法，使化学能转化为水的内能。那通过什么方法使内能转化为机械能呢？生：做功！师：对，高温的水蒸气对活塞做功。补充板书。化学能 内能 机械能燃料燃烧热传递蒸气对活塞做功师：内能能够通过做功的方式转化为机械能，瓦特根据此原理制成的第一台蒸汽机，标志着人类历史上第一次工业革命。师：但是蒸汽机的工作效率只有6-15%，效率很低，原因在于燃烧燃料时，有效利用的热量只是被水吸收，其余很大部分都散失到外界。因此人类进一步发明了内燃机，顾名思义燃料在机器内部燃烧，减少热量对外界的散失，从而提高效率！教师展示汽油机的模型。师：结合FLASH，首先看一次完整的汽油机工作循环。说明四个冲程（略） “从汽油机的工作中，我们可以看到活塞在气缸内上下运动，活塞从一端到另一端称为一个冲程，我们先看第一个冲程”师：我们从书介绍知道，第一冲程是什么冲程？生：吸气冲程。师：幻灯片投影“吸气冲程中，吸气门与排气门是什么状态？”生：吸气门打开，排气门关闭。师：幻灯片投影“吸气冲程中，吸进的是什么？”生：汽油和空气混合物。师：很好，大家在观察第二个冲程时注意，第二个冲程中，进气门与排气门是什么状态？（观看第二个冲程）生：进气门与排气门都是关闭的。师：对，这种情况下，活塞压缩混合物，对混合物做了什么？生：做了功。师：所以混合物的什么增大了？生：内能。师：在第二个的压缩冲程里，请你告诉我，能量是如何转化的？生回答，师总结并板书。二、热机的工作循环：1）吸气冲程 2）压缩冲程：机械能转化为内能师：仔细观察第三个冲程，进气门与排气门是什么状态？能量又是如何转化的？（观看第三个冲程）生：进气门与排气门都是关闭的。混合物燃烧，化学能转化为内能，再转化为机械能。师：对，第三个冲程非常重要，它是汽油机获得动力最重要的关键。机械能的获得主要是靠高温高压的燃气内能转化而来的。补充板书： 3）做功冲程：内能转化为机械能 4）排气冲程师：那最后一个就是排气冲程。进气门与排气门是什么状态？生回答。一个工作循环有_个工作冲程，曲轴需要转动_周，_冲程获得动力。其余冲程没有动力支持，它们是靠_来完成运转的。师：我们再重温一次汽油机的整个工作循环。（观看FLASH）师：弹出幻灯片。生：回答。师：除了汽油机，内燃机还有柴油机，它同样由四个冲程完成，但吸气冲程吸入的是空气，在压缩冲程末段，被压缩的空气内能增大，温度会怎么样？生：温度升高。师：柴油机的压缩冲程末段，喷油嘴喷出的柴油由于燃点的温度低，低于被压缩的空气温度，因此自燃，产生高温高压的气体对活塞做功。观察一次柴油机的工作。师：在热机的工作过程中，我们主要利用内能转化为机械能。从实际效果上看，内燃机相比蒸汽机，能量的利用效率提高了，达到20-30%，它是如何提高效率的呢？要搞清楚这个问题，我们必须要先了解燃料燃烧释放的内能去了哪些途径？生：回答。师：黑板上根据学生作答，制作能量流程图，学生不足部分，教师点拔补充完整。师：我们以汽油机为例，看看它是如何提高能量的利用效率的？ 相对蒸汽机，汽油机把燃料内置燃烧，减少与外界的直接接触，一定程度上这种设置减少了上述哪方面的损失。生：散热损失。师：我们知道汽油机工作循环的吸气冲程中，吸入的是什么？生：空气与汽油混合物。师：严格来说是空气与雾状汽油，那你猜，雾状汽油在燃烧上有什么优点？生：尽可能地完全燃烧。师：对，柴油机也是如此，喷油嘴喷出的是雾状柴油，也是为了使燃烧更充分。减少不完全燃烧的损耗。师：不论是摩托车、轿车的汽油机，还有我们踩的自行车，为了减少机械损失，我们有什么操作？生回答。师总结。总结：机械上加润滑油。减小摩擦力，从而减小机械摩擦的损耗。练习：从黑板的能流图中，我们可以把内燃机的效率表示成什么？生：回答，师总结板书。有用机械能燃烧内能三、热机的效率 =最后，小结本课，并