第十三章 内能与热机

华章文化 第页第十三章内能与热机第一节物体的内能【方式一】实验演示：铜管乙醚实验（素材见电子资源包）.铜管中的乙醚发生了什么变化，它为什么能将塞子顶起来？学习了今天的知识，同学们就能揭开谜底.【方式二】上课开始，用多媒体播放电影《流浪地球》点燃木星片段（素材见电子资源包）.学生观察并思考当点燃氢气与氧气后是什么能量推动地球离开木星的引力轨道？学习了今天的知识，同学们就能揭开谜底.【方式三】通过前面动能、势能的知识我们知道物体由于运动而具有动能；弹簧由于弹性形变而具有弹性势能.物体内部的分子在不停地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力，那么分子有没有能量呢？学习了今天的知识，同学们就能揭开谜底.详见电子资源包1.关于内能概念的建立可以类比物体的动能和势能，引出分子动能和分子势能，类比机械能引出内能.2.注意内能与机械能的区别，物体内能和物体内部的分子热运动和分子间相互作用情况有关，机械能和物体的运动情况有关.物体可以没有机械能，但一定有内能.3.注意温度、内能、热量的区别与联系，是本节难点.温度是用来表示物体冷热程度的物理量，是物体分子平均动能的标志；内能是状态量，指物体内所有分子的分子动能和分子势能的总和；热量是过程量，指热传递过程中内能的改变量.教学设计课题第一节物体的内能授课人教学目标知识与技能1.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系.2.知道热传递过程中，物体吸收(放出)热量，温度升高(降低)，内能改变.3.能说出热量的含义，知道热量的单位是焦耳.4.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例.过程与方法1.利用类比法，建立对内能概念的理解.2.通过探究找到改变物体内能的多种方法.3.通过演示实验说明做功可以使物体内能增加和减少.情感态度与价值观1.通过探究、观察、实验，激发学生主动学习的兴趣.2.通过演示实验使学生养成观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系.3.鼓励学生自己查找资料，使学生养成自学的能力.教学重点1.内能、热量概念的建立2.改变物体内能的方法教学难点温度.内能.热量概念的辨析教学活动教学步骤师生活动设计意图新课导入通过前面动能、势能的知识我们知道物体由于运动而具有动能；弹簧由于弹性形变而具有弹性势能.物体内部的分子在不停地做无规则运动，分子间存在着相互作用的引力和斥力，那么分子有没有能量呢？学习了今天的知识，同学们就能揭开谜底.培养学生对旧知识的理解概括能力，通过适当点拨引入内能概念新课教学教师板书课题并展示教学目标一、物体的内能1.内能【提问并展示对比图片】类比物体的动能和势能，同学们能得出分子具有的能量吗？（PPT课件展示对比图片）【教师引导学生回答】运动的物体具有动能，分子永不停息地做无规则运动，所以也具有动能；分子间的相互作用力类似弹簧，弹簧被压缩或拉伸时具有弹性势能，所以分子也具有势能.【总结内能的概念】物体内所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和叫做物体的内能.2.内能的大小【讨论交流】（1）炽热的铁水有内能，0℃的冰，是否具有内能？（2）50g、0℃的水和50g、40℃的水，谁的内能大？为什么？【教师引导学生回答】（1）冰冷的冰块虽然温度很低,但其内部的分子仍在做无规则运动,所以它具有动能.其分子之间同时存在相互作用力，所以分子之间具有分子势能.所以0℃的冰也具有内能.(2)50g、40℃的水的内能更大.因为温度越高分子无规则运动越剧烈，分子动能越大.【步步深入】观看知识点小视频总结内能的影响因素【教师引导学生总结】(1)一切物体都具有内能.(2)物体的内能与物体的质量、温度和状态有关.3.内能与机械能的区别【思维拓展】你能辨析内能和机械能吗？（组织学生讨论）【教师引导学生总结】二、改变物体内能的两种途径【过渡语】如何判断一个物体的内能是否发生了变化？1.做功【演示实验一】压缩空气点火教师演示实验，把活塞迅速压下去，让学生观察发生的现象，并思考.【学生活动】会看到硝化棉燃烧.小结：压缩空气做功，机械能转化为内能，使空气的内能增大,温度升高.【联系生活】你还知道哪些类似的例子？（适时展示）【教师引导学生回答】（1）给自行车打气时，气筒底部比气筒壁的温度高.（2）摩擦生热……【过渡语】对物体做功，内能增加，那么，反过来物体对外做功，会出现什么情况？【演示实验二】气体膨胀对外做功教师演示实验，提示学生观察当瓶塞跳出时瓶内的变化，并思考.【学生活动】当瓶塞跳出时，会看到瓶口出现“白雾”.小结：物体对外做功，内能转化为机械能，物体的内能减少，温度降低.2.热传递【引导实验】你有哪些方法可以使你的手变热？可以亲自实践也可以说出设想.（1）组织学生实验、讨论.（2）引导学生对各种方法进行分类，并说出分类的依据.【教师引导学生回答】(1)双手相互搓(2)手放在书上摩擦(3)用嘴向手上哈气(4)用暖风机取暖(4)用电暖器取暖……【自主学习】阅读课本P36《热传递可改变内能》及《热量》的相关内容，回答问题热传递发生的条件是什么？热传递有哪几种方式，是怎样改变内能的？热量的含义及单位.【教师点拨】发生热传递的唯一条件是存在温度差，与物体的状态，物体间是否接触都无关.总结：（1）在热传递的这三种形式中，热传导时，物体内各部分的物质不发生移动；对流时，物体内各部分物质之间会流动，对流主要发生在气体或液体中；热辐射不需要介质，如太阳的光和热就是通过热辐射的方式传到地球的.热量是物体内能改变的量度，因此不能说物体含有热量.热传递传递的是能量，不是温度，是内能从一个物体转移到另一个物体.【教师总结】要使物体的温度升高，可以通过做功的方式，也可通过热传递的方式，所以做功和热传递在改变内能上是等效的.做功的实质是能量之间的转化，热传递的实质是能量的转移.三、温度、内能、热量的辨析引导学生辨析温度、内能、热量三个物理量之间的关系【教师总结】一、温度、内能、热量的区别1.热量是过程量；温度、内能是状态量2.单位区别3.表述区别（1）温度只能说“是、降低、升高”；（2）热量只能说“吸收、放出”；（3）内能只能说“有、具有、改变”.二、温度、内能、热量的联系热传递可以改变物体的内能，使内能增加或减少，但温度不一定改变.通过类比引导学生归纳内能的概念培养学生的自学能力课堂小结见PPT课件课堂检测见PPT课件课后作业见《名校课堂》板书设计教学反思第二节科学探究：物质的比热容【方式一】新疆气候的特点之一：昼夜温差较大.一般是白天气温升高快，夜里气温下降快.许多地方最大的昼夜温差在20～25℃.在吐鲁番，年平均昼夜温差为14.8℃，最大昼夜温差曾达50℃.塔克拉玛干沙漠南沿的若羌县，年平均昼夜温差为16.2℃，最大昼夜温差达27.8℃.一天之内好像经历了寒暑变化，白天只穿背心仍然挥汗，夜里盖上棉被方能安眠.这些现象在全国是罕见的.【方式二】在非洲的撒哈拉大沙漠里，午后的气温常升到50℃以上，地表气温更是能够达到70～80℃，在铁锹上打上一个生鸡蛋，不到5min就能煎熟.但是到了夜晚却很凉爽，气温常会降到20℃以下！你知道这是为什么吗？【方式三】投影图片：夏日的海滩，白天海滩上的沙子热得烫脚，而海水非常凉爽；傍晚太阳西落，沙子很快凉了下来，而海水却仍然暖暖的.同样的日照条件，为什么沙子和海水的温度不一样？详见本节电子资源包1.注意温度计、天平的正确使用，实验中注意安全.2.比热容的概念比较抽象，因此通过实验总结出来是一个好办法，做好演示实验，引导学生有意识地观察和思考至关重要.实验前明确实验要研究的是质量相等的不同物质，升高相同温度时吸收的热量是否相同.在实验前要格外强调杯子内的水和煤油质量相同，两个酒精灯（或电加热器）也是完全相同的，这些实验条件对学生正确得出比热容概念是非常重要的.当学生观察到煤油的温度上升得快时，要引导学生认识到相等质量的不同物质在吸收相同热量时，升高的温度不同，并进一步引申到其他物质.最后引导学生怎样描述物质的这一特性，从而得出比热容的概念.3.为巩固学生对比热容概念的理解，可以多联系实际，列举一些日常生活中的现象，并运用比热容进行解释.课题第二节科学探究：物质的比热容授课人教学目标知识与技能1.了解比热容的概念，了解一些常见物质比热容的大小，知道比热容是物质的物理特性之一.2.尝试用比热容解释简单的自然现象.3.能根据比热容进行简单的热量计算.过程与方法通过演示实验、探究活动，培养观察能力和动手能力情感态度与价值观利用探究性学习活动，培养学生的实践能力和创新精神，培养解决问题的能力.教学重点1.学生在整合知识的基础上进行实验设计，修正实验方案，选择实验器材进行实验.2.学生主动获取知识，建构框架，自主得出比热容的概念.教学难点理解比热容概念并能利用它解释有关现象．教学活动教学步骤师生活动设计意图新课导入【教师PPT展示】利用PPT展示故事：在非洲的撒哈拉大沙漠里，午后的气温常升到50℃以上，地表气温更是能够达到70℃－80℃，在铁锹上打上一个生鸡蛋，不到5min就能煎熟.但是到了夜晚却很凉爽，气温常会降到20℃以下!提出问题：为什么沙漠地区昼夜温差这么大？提出问题，引起学生的兴趣新课教学教师板书课题并展示教学目标一、探究物质吸热或放热规律【过渡语】从经验知道，要烧开温度相同的一壶水和半壶水时，哪壶水需要吸收的热量多？若都是一壶水，烧成开水和烧成温水谁吸收的热量多呢？提出问题：物体温度升高吸收热量的多少与哪些因素有关呢？【教师引导学生回答】质量和升高的温度.提出问题：那么，将相同质量的铜块和铁块加热，使它们升高相同的温度，需要的热量相同吗？【教师引导学生回答】需要的热量不同，并得出猜想与假设：说明物体吸收热量的多少还可能与物质的种类有关.【设计实验与制订计划】实验目的：比较不同物质吸热能力实验方案：方案①:取等质量的水和煤油，让它们吸收相同热量后，比较温度升高的多少，此时温度升高多的物质吸热能力弱.方案②:取等质量的水和煤油，让它们升高相同的温度后，比较吸收热量的多少，此时吸热多的物质吸热能力强.实验器材：天平、停表、温度计、搅拌器、相同规格的酒精灯（或电加热器）和烧杯．天平的作用是控制煤油和水的质量相同；停表的作用是通过记录在加热方式相同的情况下，通过加热时间反映物质吸收热量的多少；温度计的作用是控制或比较物体温度升高的多少；相同规格的酒精灯（或电加热器）是使两种物体在相同时间内吸收的热量相同.【进行实验与收集证据】1.取相同质量的水和煤油分别倒入两只烧杯中，按照上图组装实验器材.2.观察并记录加热前两液体的初温t1，预先设定好液体加热的末温t2.3.分别给两液体加热，记下加热的开始时刻.加热时，上下反复缓慢地提拉搅拌器.4.当一种液体温度达到t2时，记录该液体加热的最终时刻，计算该液体加热的时间t.对另一液体作同样的观察、操作和记录.当热源相同时，两液体升高温度相同的情况下，加热时间越长的液体从热源吸热越多.液体名称液体质量m/g液体初温t1/℃液体末温t2/℃加热时间t/min液体吸热情况“多”或“少”5.将用过的煤油和水倒在指定的器皿内，整理好实验器材.【分析与论证】1.相同质量的水，升高相同的温度时，吸收的热量几乎是相同的，用煤油做的实验也能得出相同的结论.2.相同质量的水和煤油，升高相同的温度时，水吸收的热量比煤油多.【实验结论】相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同；相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量不同.【反思评估】各组实验数据可能有较大的差异.原因之一是实验中所使用的的酒精灯在相同时间内供给的热量有差异，因此，实际上研究对象在单位时间内吸收的热量并不完全相等；原因之二是实验中有热量损失.【教师引导学生回答】由本次实验可以看出，水和煤油吸收热量的差异，是由它们的种类决定的.不同物质吸热能力不同.相同质量的不同物质，升高相同温度，吸收的热量不同.【教师PPT展示小结（板书）】不同物质吸热能力不同.不同物质，在质量相等，升高的温度相同时，吸收的热量不同.二、物质的比热容【过渡语】由上述实验我们可以看到质量相同的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热量是不相同的.怎样表示不同物质这种性质上的差别呢？这也是我们今天要学到的一个新的物理量——比热容！【教师引导学生分析】要在相同条件下比较，即必须让质量相同、温度升高也相同，而质量都取单位质量（1kg），温度都取升高1℃，比较起来最为方便.让学生类比密度的定义方法，用比值定义法给比热容下定义.引导学生说明常见物质的比热容数据所表示的物理意义.【教师PPT展示】阅读课本P42常见物质的比热容.结合比热容表，说说你对物质比热容的认识.【例题讲解】例如图装置，用铁夹将温度传感器、两个试管固定在铁架台上，两试管装有质量相同的不同种液体，温度传感器的探头部分与试管内的液体良好接触，传感器通过数据采集线与计算机相连接，在计算机上得到的实验图象如图所示，下列说法正确的是（D）A．加热t1时间，甲吸收热量多 B．甲的比热容大 C．甲、乙升高相同的温度，甲吸收热量多 D．吸收相同的热量，甲升温比乙多【教师PPT展示小结（板书）】三、水的比热容大的应用【过渡语】查常见物质的比热容表可知，水和砂石的比热容分别是多少？【教师引导学生回答】【教师提问】那大家能用水和沙石比热容不同来解释下面几个问题吗？1.吐鲁番夏天最高温度大多在四十多摄氏度，居中国之首，而火焰山又是吐鲁番最热的地方，其表面温度最高曾达到八十多摄氏度.但一到晚上气温一下子就降到二十多摄氏度，空调都不用开.这是为什么呢？2.谈起夏日海风，你可知道，在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化显著，白天和夜晚的风向往往是不同的，你知道白天风是从哪里吹向哪里？夜晚呢？3.钢筋水泥都市，给我们的生活带来方便的同时，也给我们带来诸多不便，比如，炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应，应该如何应对呢？【教师引导学生回答】1.沙子的比热容较小，在吸放热相同时，温度变化较快.故而白天与晚上温差较大.2.水的比热容比泥土沙石的大，白天太阳照射时，海面温度上升得慢，陆地温度上升得快，陆地上方的热空气上升，海面上的冷空气补充，所以白天风从海面吹向陆地.夜晚海面温度下降较慢，陆地温度下降较快，海而上的热空气上升，陆地上的冷空气补充，所以夜晚风是从陆地吹向海面.3.种草种树，增加水蒸气蒸腾；修建人工湖，利用水的吸热本领强，来调节气温.【教师总结】1.由于水的比热容较大，一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量很多，有利于作冷却剂或用来取暖.2.由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热量而自身的温度却变化不多，有利于调节气温.【例题】1.以下四种现象中，与水的比热容有很大关系的是（ABD）A．汽车的发动机用循环流动的水来冷却B．生活中往往用热水取暖C．夏天洒水降温D．滩涂湿地温差小2.如图，水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常往秧田灌水，第二天太阳升起后，再将秧田里的水放出，你能解释原因吗？答：水稻是喜温作物，在每年三四月份育苗的时候，为了防止霜冻，夜晚降温时，由于的比热容较大，放出一定热量时，温度降低得少，对秧苗起了保温作用.四、热量的计算【过渡语】水的比热容是4.2×103J/（kg·℃），表示什么物理意义呢？【教师引导学生回答】质量为1kg的水，温度升高1℃，要吸收4.2×103J的热量.【步步深入】那么质量为2kg的水，温度升高1℃，要吸收多少热量？质量为2kg的水，温度升高2℃，要吸收多少热量？【教师总结】【例题展示】1.一个质量为250g的钢件，加热到560℃，然后在空气中自然冷却，室温为20℃，这个钢件在冷却过程中放出多少热量?[钢的比热容为0.46×103J/(kg·℃)]1.解：Q吸=cm(t0-t1)=0.46×103J/(kg·℃)×0.25kg×(560℃-20℃)=6.21×104J2.水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），初温为30℃、质量为2kg的水吸收2.1×105J的热量后温度将升高到多少℃？2.解：由Q吸＝cm△t可知水吸热后升高到的温度：△t＝＝25℃由△t＝（t﹣t0）得水的末温：t＝△t+t0＝25℃+30℃＝55℃3.如图是质量为100g的某物质温度随加热时间的变化图像，前10min它吸收的热量是7.2×103J.求该物质的比热容解：由图像可知，该物质10min升高温度：△t＝50℃﹣20℃＝30℃，由Q吸＝cm△t得，该物质的比热容：c＝＝2.4×103J/（kg•℃）培养学生的发散思维锻炼学生用物理知识解释生活应用的能力，知识与实际相结合课堂小结见PPT课件课堂检测见PPT课件课后作业见《名校课堂》板书设计教学反思第三节内燃机【方式一】生活中人们常常利用内能来加热物体，比如：生火做饭、取暖、烧制瓷器、冶炼钢铁等.除此以外，人们还能利用内能来做什么呢？我们来看下面一个小实验.演示实验或播放视频片段：利用内能来做功.导入语：内能是如何来做功的呢？它做功的实质又是什么呢？这节课我们就来研究这些问题.【方式二】多媒体展示图片导入语：汽车奔驰、列车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、翱翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近热机，了解它们的工作原理吧！详见本节电子资源包1.教学准备：铁架台、试管、橡胶塞、酒精灯、水、汽油机和柴油机模型等.2.做内能转化为机械能的演示实验时，橡胶塞不要塞得太紧，以免试管炸裂.3.教师在用动图演示汽油机的工作过程时，要慢一些或点击暂停，让学生仔细观察，逐一分析各冲程的工作特点.重点是活塞运动方向和进气门、排气门的开启、关闭情况.课题第三节内燃机授课人教学目标知识与技能1.常识性了解汽油机的基本构造和工作原理.2.常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点.3.常识性了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化.过程与方法通过分析汽油机和柴油机的构造、工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法.情感、态度与价值观了解内燃机在生产和生活中的应用，感受技术进步在工业文明发展中的重要作用.教学重点内燃机各个冲程的工作状态和能量转化.教学难点汽油机和柴油机的构造和工作原理及工作过程的异同点.教学步骤师生活动设计意图新课导入【导入语】汽车奔驰、列车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、翱翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近热机，了解它们的工作原理吧！展示图片，用热机的出现给人类生活带来巨大变化引入新课，向学生介绍热机简史，为学习热机做准备.新课教学教师板书课题并展示教学目标一、热机【教师PPT展示】播放实验视频：内能转化为机械能【教师引导学生思考】观察这个实验，在试管口会看到什么现象，实验中能量转化的情况？【教师引导学生作答】酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸气的内能，水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，同时，在试管口会看到白雾.【知识归纳】热机的定义及能量转化情况，并用课件展示.【过渡语】同学们知道生活中有哪些机械是利用内能做功的吗？【学生自学】汽车、火车、轮船、飞机等.【教师PPT展示】展示各类热机的图片，并做介绍.【过渡语】这节的重点内容是内燃机各个冲程的工作状态和能量转化.内燃机有什么特点？生活中有哪些机械是内燃机？【知识归纳】内燃机的定义和种类，并用课件展示.【教师板书】1.定义：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置.2.热机工作原理：燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能.3.内燃机定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.4.内燃机种类：汽油机和柴油机.二、汽油机【过渡语】根据所使用燃料分为汽油机和柴油机两大类，接下来就让我们一起来学习汽油机吧.【教师PPT展示】四冲程汽油机模型图，引导学生找出气缸、活塞、进气道、排气道、进气阀、排气阀、曲轴连杆、飞轮、火花塞等各部分构造的位置.【教师引导学生思考】通过老师的简单介绍后，指导学生阅读课本P46《汽油机》相关内容，归纳出冲程的定义，以及汽油机工作的四个冲程.【知识归纳】1.汽油机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程.2.汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.【过渡语】老师接下来详细介绍一下四个冲程的特点，请同学们认真听讲，做好笔记.【教师PPT展示】介绍汽油机的工作过程和每个冲程的特点.播放汽油机工作过程的动画，放慢播放速度，边放映，边提问题并请学生回答.重点是活塞运动方向和进气阀、排气阀的开启、关闭情况.【教师板书】1.汽油机的吸气、压缩、做功、排气四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成.2.汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次，有2次能量转化.【例题展示】例1如图所示是四冲程汽油机工作时四个冲程的示意图，其中压缩冲程是（D）例2在汽油机的四个冲程中，压缩冲程把机械能转化为内能；做功冲程把内能转化为机械能.做功冲程使汽车获得动力，排气冲程排出了汽车的尾气.三、柴油机【过渡语】学完汽油机之后，同学们是不是对柴油机很好奇？指导学生阅读课本P47“柴油机”相关内容，回答问题.【教师提问】柴油机在构造上和汽油机有哪些不同？燃料是怎么点燃的？【知识归纳】①柴油机气缸顶部没有火花塞，有一个喷油嘴.②吸气冲程只吸入空气.③在压缩冲程结束时，气缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来.【教师PPT展示】柴油机的剖面图，引导学生认识柴油机工作的四个冲程.【教师引导学生思考】柴油机与汽油机在工作过程中，有什么相同之处和不同之处呢？【教师PPT展示】引导学生分析比较出柴油机和汽油机工作过程的区别.（表格见PPT课件）【板书】柴油机与汽油机的区别用演示实验激发学生的学习兴趣，简洁、直观地阐述热机的工作原理.对比学习可以使学生对两种内燃机的特点了解得更加清楚.课堂小结见PPT课件课堂检测见PPT课件课后作业见《名校课堂》板书设计教学反思第四节热机效率和环境保护【方式一】怎样才能使火箭中的热机最大程度地发挥作用呢？为什么发射火箭上天要用氢做燃料？（视频见PPT课件）.【方式二】复习：什么是机械效率？机械效率表示的是什么？导入语：热机是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，燃料燃烧获得的内能能不能百分之百地被有效利用呢？当然不能，所以热机跟所有机械一样，也存在一个效率问题，这节课我们就来讨论一下热机的效率.详见电子资源包1.“燃料及其热值”应在学生从生活中体会到不同燃料燃烧释放内能的本领不同的基础上进行，可提前准备一些关于热机效率、节能、燃料燃烧排放物污染与治理方面的资料给学生，或指导学生从有关的科普读物、电影、电视、新闻媒体及网络查寻与热机有关的物理知识.2.讲热值时，注意强调“完全燃烧”.课题第四节热机效率和环境保护授课人教学目标知识与技能1.知道燃料在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能.2.能说出热值的单位及所表示的物理意义.3.理解热机效率的含义，能大致说出提高热机效率的途径.过程与方法通过讨论交流，培养学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.情感、态度与价值观1.能从科学的角度读懂媒体对与热机有关的环境方面的报道，培养自觉的环保意识.2.能了解内能的利用和环境保护的关系，能激发起环境保护的意识.教学重点体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同，建立燃料热值的概念.对热机的效率有初步的认识，能大致说出提高效率的途径.教学难点热机中的能量转化及损失，热机效率的计算.教学步骤师生活动设计意图新课导入学习新课之前，我们先来了解一个小男孩的困惑.【视频引入】在电影《十月的天空》中有这样的一个片段，小镇男孩霍默曾在村民的见证下发射了自己制造的火箭，只见火箭倏然起飞，穿云破雾直刺苍穹.霍默在制造火箭的过程中，曾被一个问题困扰，怎样才能使火箭中的热机最大程度地发挥作用呢？（视频见PPT课件）通过影片视频引导学生思考，对本节课内容产生好奇心新课教学教师板书课题并展示教学目标一、燃料的热值【教师PPT展示】由生活中不同燃料燃烧的情景，引出日常生活中燃料的种类有哪些？【教师总结】固体燃料、液体燃料、气体燃料【学生思考】生活中烧开一壶水，你会选择什么燃料？为什么呢？【教师总结】经验告诉我们，烧开同样一壶水，消耗的干木柴、烟煤或其他燃料的质量都不同；消耗等质量的干木柴、烟煤或其他燃料，能烧开水的质量不同，也就是放出的热量不同.【教师引导学生总结】不同燃料的放热本领不同.【教师总结】为了研究燃料释放热量的能力，人们把某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值.热值表示燃料释放热量的能力，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧均无关.【教师讲解PPT展示】热量的计算公式：Q放＝qm（固体和液体）Q放＝qV（气体）Q放—完全燃烧发出的热量—单位：焦耳（J）q—燃料的热值—单位：焦耳每千克（J/kg）或焦耳每立方米（J/m3）m—燃料的质量—单位：千克（kg）V—燃料的体积—单位：立方米（m3）【教师PPT展示注意事项】公式使用情景【教师PPT展示小结（板书）】1.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量（或体积）之比，用字母q表示.2.物理意义：1kg（气体为1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量.3.热量公式：固体（或液体），Q＝mq；气体，Q＝qV.4.单位：固体（或液体），焦每千克（J/kg）；气体，焦每立方米（J/m3）.【教师PPT展示互动】教师展示一些燃料的热值，以某种固体燃料或气体燃料为例描述它的热值的物理意义，并让学生描述其他燃料热值的物理意义，加强理解.【例题展示】例1关于燃料的热值，下列说法正确的是（B）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针对练习1杯中的某种液体燃料倒掉一半后，对剩余半杯液体的描述不正确的是（A）A.热值减半B.密度不变C.质量减半D.比热容不变例2计算4kg柴油完全燃烧释放的热量.柴油的热值为4.3×107J/kg.解：由Q＝mq得，释放的热量：Q＝mq＝4kg×4.3×107J/kg＝1.72×108J针对练习2根据热值表，计算一下10m3氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？氢的热值是1.4×108J/m3.解：由Q＝qV得，放出热量：Q＝qV＝1.4×108J/m3×10m3＝1.4×109J【教师