热机效率与环境保护教案

1、课题：第四节热机效率与环境保护课型：授新课课时：1一、教材分析教材从提由问题入手， 让学生思考热机中的效率指的 是什么，讲解了热机的效率并指生了蒸气机的效率很低， 内燃机的效率较高.又详细分析了内燃机的能流图，并说 明了其中损失的能量是哪些， 而有用的机械能只占其中的 一部分.对于火电站教材也利用能流图详细的介绍了各个 过程中的能量损失，而转化为电能的部分也是其中一部 分.并指生了造成能量损失的一些原因 .在此基础上，教材联系实际情况，分析了提高热机效 率的方法，人们利用损失的能量开阔思路用于其他的用 途，达到了又节省能源又废物利用改善了环境二、教学目标（一）、知识与技能1 .建立热值概念.知

2、道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料.的热值，能利用热值表进 行有关燃料放热的简单计算。2 . 了解热机效率.知道热机工作时燃料释放能量的主 要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。（二）、过程与方法1 .通过生活经验及具体事例定性探究得到不同燃料燃烧释放能量的能力不同，类比速度、压强等学习燃料 的热值.2 .通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及 热机带来的负面影响。（三）情感态度与价值观1 .通过比较不同燃料燃烧释放能量的能力不同的探究活动，激发学生对科学的求知欲.2 . 了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够 简述热机使用产生的排放物对环境的不良

3、影响，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感.三、学情分析（手写）九年级的学生学习物理已经一年，有一定的基础，而 且已经学习过机械效率，对比学习热机效率应该不太难。 双中的学生地处城乡结合部，但经过几年的教学改革，大 多数学生已经能自主学习，并且小组已经相当成熟，已经 建立健全了小组合作评价机制。学生自主学习、小组合作 学习的意识比较强。在掌握知识上学生两极分化严重，知 识的应用深度不够，所以更应当发挥小组的作用。四、教学策略（教学方法、教学手段。）基于上述原因，在教法上我主要采用以学案为载体的 DJP教学模式，充分发挥学生的主观能动性。以学生自主 学习为主，教师合理引导，合理启发，并借助多

4、媒体刺激 学生的多种感官。激发学生学习的兴趣。同时还结合了启 发、讲解、评价综合的教法。学法上：充分发挥小组作用，采取合作学习的形式， 并采用对比的方法让学生将机械效率与热机效率对比，让学生自主学习，构建知识体系。五、教具准备木柴、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，布置学生课 前进行有关环境污染方面的社会调查。六、教学重点及难点1.重点：燃料的热值概念的建立及燃料完全燃烧释放热 量的简单计算。:理解环境污染与热机使用的关系；热机效率的运用。I一、新课引入。无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入 苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火

5、的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有 用功？以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢？今天 我将和大家一道共同来学习 “第四节 热机效率和环境保 护”。（由示课题）二、新课学习：1 、课件展示上 木柴取暖、煤气烧饭、锅炉中煤炭 燃烧、内燃机车、飞机、轮船等，引由常见的燃料。2 、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？3 、交流与讨论 上如何比较不同燃料燃烧释放能量 的能力的不同？注：如果学生不能回答，可由教师引导：必须

6、保证哪些量 相同才能进行比较？（燃料的质量要相同，而且都要完全 燃烧）。4 、（由此）引导学生给热值下定义。（一）、燃料的热值定义：把1千克某种燃料完全燃烧释放生的能量 （热 量）叫做这种燃料的热值。用 q表示。（由示板书）。单位 是J/kg ,气体燃料热值单位是 J/m3。思考:给热值下定义时你认为应该注意哪些？（一是质量必须是单位质量 1千克，这就保证了质量相同；二是必须完全燃烧）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。学生查热值表，并表述木柴、液化气热值的物理意 义。5 、引导学生推导热值的计算公式。由热值的定义我们知道：1 X107J的热量；那么质量

7、为 m kg的干木柴完全燃烧释放由多少J的热量，怎么计算？学生回答：m.q 。由此得由热值的计算公式：0=mq 。思考:气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算 气体燃料放热时，公式应该写成？6 、例题：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。解：查表可知X 107J/kg ,所以 Q= mq= 4 kg x x 107X 108 J °x 108 J o7 、学生估算上 在图1226所示的情况下，所需的 干木柴、烟煤和汽油。交流与讨论 上 在图1226中，而实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量大大超过计算得由的数值，这是为什么？（二）、热机效率。1、引语:实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏

8、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的过程中损耗掉了。2 、课件展示上课本第38页图1227 ”热机燃料燃 烧能量走向示意图”。由图可知，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。3 、引导学生由机械效率的定义得由热机效率。定义：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。用刀表示（即7=。有心总*100%）。过渡语:为了合理利用能源，人们一直都在努力提高 热机的效率。4 、 学生自学P38第四自然段交流与讨论 上如何合理利用能源，提高热机的效率？ 后学生归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。具体措施：（1）使燃料尽可能完全燃烧（煤粉、

9、豉风）（2）减小机械摩擦（选用优良润滑油）（3）尽量简化机械传动部分（三角旋转式发动机）5 、课件展示上各种热机的效率思考:热机的效率能否达到 100%?为什么？（三）环境保护引语:热机为人类的发展做由了重大贡献，但也带来 了一些负面影响，造成了环境污染，如噪声污染、废气污 染等。1、课件展示上燃料燃烧造成的环境污染的有关图片 和生活场景。2 、交流与讨论上通过上面的展示，并联系我们的 生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响？后学生归纳：（1）燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影 响动植物生长。（2）汽车等交通工具排放的尾气：如过多 CO2引起地球温室效应，全球气候变暖。CO能造成“煤气中毒”

10、，让人缺氧致死。SO2会形成酸雨，危害植 物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物3 、阅读:我国大气环境质量标准和信息窗内容， 进行环保总动员。4 、交流与讨论 上 结合生活实际谈谈：为了保护环 境，应该怎样从我做起？然后抽几个学生代表上台发表环保演讲。三、课堂小结：由示课件：1、热值：概念：2、单位；公式：计算：2、热机效率：概念：提高热机效率的途径：具体措施：3、保护环境，从我做起。四、课内信息反馈：1、X107J/ m3,其物理意义是 ,完全燃烧5 m3的液化气可以产生 J的热量。2、火箭常用液态氢气作燃料，其原因是 O3、下列关于热值的说法正确的是（）A燃料不燃烧，其热值为零。B.

11、燃料不完全燃烧其热值要变小。C燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。D燃料燃烧时放生热量多的其热值就大。4、一个含0.6 kg无烟煤的蜂窝煤，能烧开5瓶水，而0.6 kg的液化气可以供普通人家一天做饭、 烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的 不同，若q无烟煤=x 107J/kg , 5瓶水的质量是9kg,从20c到烧开，那么这个煤炉的效 率是 o （一个标准大气压下）5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是（）A尽量减少废气带走的热量。B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。D.尽量减少散热损失。6、煤和石油在燃烧时生成的气体中含有大量的二氧化碳

12、、氮氧化合物等，燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，这些和 排放到空气中，严重污染了大气。7、用煤炭烧开水，水实际吸收的热量远远小于依照热值 计算的热量，为什么？五、实践活动：请教化学老师，了解汽车、拖拉机等热机排放的废气中， 主要有哪些成分？再请教生物老师，了解哪些对人有害？有什么样的危害？哪些对热体无害？再从网上或有关资 料中查询，写一份关于热机与环境的调查报告。八、板书设计 第四节热机效率和环境保护（一）燃料的热值1、定义：把1千克某种燃料完全燃烧释放生的能量（热量）叫做这种燃料的热值。用 q表示。2、单位：J/kg （固体、液体）J/ m 3 （气体）3、公式：Q= mq（或 Q=

13、 Vq）4、计算：（二）热机效率1、定义：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n表示。2、公式：刀=。有偿总*100%3、提高热机效率的主要途径：减少热机各种能量损失（三）环境保护：从我做起九、教学反思（手写）上课时间:备课时间:14.2热机的效率教学设计【目标确定的依据】1. 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。2,从能量的转化和转移的角度认识效率。2 .学情分析初三的学生学习物理已经一年，有一定的基础，而且已经学习过机械效率，对比学习热机效率 应该不太难。大多数学生已经能自主学习，并且小组已经相当成熟，已经建立健全了小组合作评价

14、 机制。学生自主学习、小组合作学习的意识比较强。在掌握知识上学生两极分化严重，知识的应用 深度不够，所以更应当发挥小组的作用。3 .教材分析本节内容是在学生学习完热机、内燃机后，在已经学习过机械效率的基础之上对于效率进一步 的学习，也为以后理解热力学第二定律积累感性知识，使学生体验到科学、技术和社会的相互关系, 体验科学在社会生活和生产中的应用。本课主要知识点：认识燃烧产生的内能只有一部分转变为对 外做有用功的能量，了解热机效率的概念、能进行热机效率计算，知道热机的使用在给人类带来便 利的同时，也造成了环境污染。【教学目标】1.通过回忆生活中煤、木柴燃烧时的情景，体会不同燃料燃烧释放热的本领不

15、同，建立热值的 概念。2,在老师及同学的帮助下，能写出热值的计算公式，并会计算燃料燃烧释放的能量。3.借助图14.2-2 ,能说出热机工作时释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。4,结合有效利用燃料的途径，懂得节约和充分利用能源的重要意义。教教学重难点】重点：热机的工作原理。难点：热机效率的计算。【课时安排】1课时【评价任务】目标1设计的评价任务1通过回忆、自学，理解某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的比值就是这种燃料的热值， 并能写出推导公式。2.小组讨论，燃料不同，热值就不同，热值是燃料的一种特性。目标2设计的评价任务1 .先自己根据热值的定义推导出热值的计算公式，有困难的借助小组讨论，

16、老师最后总结在黑 板上。看学生推导是否正确，书写的字母是否规范。2 .进行简单的计算练习。是否按物理计算格式：有解、文字叙述、公式、单位等。目标3设计的评价任务小组内互相探讨，一半以上的学生能说出热机工作时释放能量的主要流向并知道提高燃料利用 率的重要措施。目标4设计的评价任务全班学生都要有节约和充分利用能源的意识。小组探讨，交流节能的做法。看学生讨论时的参 与度，是否发言积极有效。【教学活动设计】教与学活动评价要点教学环节导入 环节（2分钟）（一）导入新课，板书课题1.导入语：前面我们学习了机械效率，那么，什么是机械效率？热 机是内能转化成机械能的机器，它能把内能全部转化为机械能吗？它跟所有

17、机械一样，能量转化时也会伴随着流失的问题。这一节我们就来讨论这个问题。本课我们学习14.2热机的效率。（二）出示学习目标课件展示学习目标，指导学生观看。1 .我能从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。2 .我能简单计算燃料燃烧释放的能量。3 .我能说出热机工作时释放能量的主要流向，知道什么是热机效 率。4 .我能结合有效利用燃料的途径，懂得节约和充分利用能源的重要意义。过渡语：有了明确的目标，我们就有了前进的方向。下面，让我们 带着目标，学海泛舟。请同学们根据学习耍求，自主学习。学生回忆并独立思 考，回答机械效率 的定义。要求大户朗读，边 读边思考，人人明 确本节的学习任

18、务。先学环节（15分钟）（一）出示自学指导课件展示自学指导，请同学们带着卜列问题看课本P22-24页内容，勾画知识点并记忆，可查资料但要独立完成：“燃料的热值”部分，建立热值的概念，知道燃料热值的含义，知 道热值的计算公式及变形公式进行简单计算，了解常见物质的热值。“热机的效率”部分，知道热机效率及能量的流向，会利用公式对 热机效率进行计算，明确提高效率的必要性和如何提高热先学环节（15分钟）认真学习自学指 导，抓住热值的概 念、计算公式及变 形、热机的效率和 如何提高效率这几 个关键。自学课本 时把它们找到勾画 下来。认真的小组 和个人加2分。合上课本，独立完 成自学检测。1-8 组的6号同

19、学到黑 板分别板演对应的 1-8题。完成后 9 组的5号同学评价 1、2题，1组的5 号同学评价 3、4 题。2组的5号同 学评价5、6题。3 组的5号同学评价 7、8题。全对的加 2分，错1、2个的 加1分。评价对了 的加2分。能提出问题的同学 加1分，能释疑的 加2分.机效率。过渡语：请同学们结合自学情况完成下列练习，做题要细心、规范;完成后，组长组织对桌交换，互相批阅，有疑惑提出来。（二）自学检测反馈1 .燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是 的。2 .热值是指某种燃料 燃烧时放出的 与其 的。3 .热值用 表示，单位是 ,用符号 表示。热量用 表示，单位是 。质量用 表示，单位是 。4

20、 .热值的计算公式为,热值的单位为。推导 出的变形公式有, 。5 .固体和液体燃料的热值常用 单位，气体燃料的热值常 用 单位。6 .热机的效率是指用来做 的那部分能量，与燃料 燃烧 的能量之比。可以用表达式 来表示。7 .热机的能量损失中，带走的能量最多，因此设法 ,是提高燃料利用率的重要措施。8 .（三）质疑问难1 .小组内讨论解决个人疑难问题。2 .班内提出小组内未解决的问题，其余同学释疑，教师适当点拨。点拨：热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产 生的能量之比.即做有用功的能量在燃料完全燃烧产生的能量中所占的 百分比。在热机的各种热损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气 带

21、走的能量，是提高热机效率的重要措施。（一）生生合作，互相纠错组内交流：将自主学习和自学卞测中疑难问题进行交流 .时间：3 分钟，组长掌握组内的情况，记录没能解决的问题 .发言要求：起立讨 论、声音洪亮、言简意赅、明确清晰 .（15分钟）训练环节（13 分钟）对小组全员参与程 度进行评价；对小 组合作结果进行评 价；对小组成员展 示情况进行评价。对各种形式能量之 间转化类型进行举 例，95%勺学生掌握 主要的能量转化， 85%勺学生能全部 掌握。第2题能正确利用 公式，正确写出解 题过程，结果准确。3、4题正确理解热 机的效率，知道影 响热机效率的因素 有哪些，有环保意 识。（二）合作探究，展示

22、交流先独立思考，并记录自己的疑惑，然后小组交流，最后个人整理。1 .酒精的热值是 ,它的物理含义是。其中完全燃烧的含义是什么?2 .热值的大小跟什么因素有关系？3 .观察课本p23 “一些燃料的热值”，你发现了什么。后教环节4 .小组交流提高燃料的利用率的主要途径有哪些？5 .根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？小组成员充分挖掘教材，组内讨论得出小组内的统一见解。然后组间展示和点评。教师疑难点拨。点拨：热值是然料本身的一种特性，热值的大小是由燃料本身来决定的.每种燃料都有一定的热值 ，不同燃料的热彳1 一般不同，同种燃料的

23、热值不随它是否燃烧完全而改变，也不随燃料质量的大小而改变。改善 燃烧条件，使燃料充分燃烧；尽可能地减少热损耗。认真规范完成训练题目，书写认真，步骤规范。1 .对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是（）A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比B.燃料没燃烧时就没有热值C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的 质量及燃料燃烧放出的热量无关D.容易燃烧的燃料热值一定大2 .已知干木柴的热值是X 107J/kg ,完全燃烧干木柴能放出多少热 量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20c升高到70 C?水的比热容为X 103J/ （kg C）。3 .关于热机效率，

24、下列说法正确的是（）A.热机效率越高，即热机做的有用功多8 .热机效率越高，即热机的功率越大C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良 好的涧滑D.提高热机效率，有利于环保减排训练环节（13分钟）4.一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则内燃机的热机效率为。点拨：1.C 2.40kg 3.CD 4.35%全对白加2分。 组长掌握组内的情 况，记录没能解决 的问题。发后要求： 起立讨论、声音洪 亮、言简意赅、明 确清晰。组内认真 讨论的奖励2分， 有游离于活动之外 的减2分。答案准 确、组内成员都理 解掌握的组

25、内加 2 分。课堂总结：本节课主要学习了热值、热机的效率知识，能从生活中体会不同燃料燃烧释放热的 本领不同，建立热值的概念。能简单计算燃料燃烧释放的能量。能说出热机工作时释放能量的主要 流向，知道什么是热机效率。附：板书设计9 4.2热机效率一、热值1 .热值的概念Q 八 tQQ2 .公式：q Q=mq - m 二、热机的效率Q右中1 .热机效率的公式：=一生Q总2 .提高燃料利用率【教学反思】附件1:教学目标叙写解读【学习目标的续写说明】1 .学习目标的设计要基于课程标准、教材分析和学情三方面的分析。2 .学习目标的设计要把课程标准分三步细化分解，找到本节课的核心目标。即：学期目标一单 元目

26、标一课时目标。学期目标单元目标课时目标从能量转化的角度 认识燃料的热值， 知道热机工作时燃 料释放的能量的主 要流向，了解热机 的使用对社会的贡 献与带来的环境污 染，感受到自然科 学的发展和先进技 术的应用在推进社 会发展的同时，也 造成了环境污染。1 . 了解热机的工 作原理。知道内能的利 用在人类社会发展史 上的重要忌义。2 .从能量的转化 和转移的角度认识效 率。1 .通过回忆生活中煤、木柴燃烧时的情景，体会 小同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。2 .在老师及同学的帮助下，能写出热值的计算公 式，并会计算燃料燃烧释放的能量。3 .借助图14.2-2 ,能说出热机工作时释放能量

27、 的主要流向，知道什么是热机效率。4 .结合有效利用燃料的途径，懂得节约和充分利 用能源的重要意义。第一步：分析陈述方式、句型结构和关键词。1 .通过回忆生活中煤、木柴燃烧时的情景，体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。陈述方式：体验性目标句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）行为条件是“通过回忆生活中煤、木柴燃烧时的情景”，行为动词是体会，核心概念为不同燃料燃烧释放热的本领不同和热值的概念。属于程序性知识。2 .在老师及同学的帮助下，能写出热值的计算公式，并会正确计算燃料燃烧释放的能量。陈述方式：技能性目标句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词

28、（行为表现）+核心概念（关键词）行为条件是“在老师及同学的帮助下”；行为动词为“能、会”；核心概念（关键词）为：“热值的计算公式、计算燃料燃烧释放的能量。”属于概念性知识。3 .借助图14.2-2 ,能说出热机工作时释放能量的主要流向，知道什么是热机效率。陈述方式：认知性目标句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）行为条件是；行为动词为“能、知道”；核心概念（关键词）为：“热值的计算公式、计算燃料燃烧释放的能量。”属于事实性知识。4 .结合有效利用燃料的途径，懂得节约和充分利用能源的重要意义。陈述方式：体验性目标句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词（行为表现）+核心概念（