人教版初中物理九年级上册课时11 第十四章 第二节第2课时：热效率和热机效率 教案

《第十四章第二节第2课时:热效率和热机效率》教学设计广州市第三十三中学林秀芬PPT口头表述章《第二节第2课时热效率和热机效率》★这节课我们的学习目标有三个：1.知道什么是热效率。2.能说出热机工作时能量的主要流向。3.知道什么是热机的效率和提高热机的效率的措施。★0.2kg都升高5℃时，水吸收的热量都是★4.2×103J，消耗的酒精和蜡烛的质量★不同，进一步研究我们知道它们完全燃烧★放出的热量不（停5秒）★我们首先用酒精燃烧加热水为例子进一步研究。★问：水吸收的能量从哪里来？（停5秒）★答：它是酒精的化学能通过燃烧转化而来。克的酒精完全燃烧放出的热量是4.5×10J。我们可以看到水的吸热少,酒精完全燃烧放的热（停2★这是加热后的石棉网上的积碳。也就是说在实际燃烧过程中，有一小部分★酒精并未完全燃烧，即有能量损失，所以★酒精实际燃烧放出的热量往往比按热值计算出的要小。问：酒精实际燃烧放出了能量，★除了给水吸收了外，还有没其它损耗？（停5秒）答：在实验过程中我们发现★也给加热装置如石棉网、烧杯等吸收了部分的能量，同时，燃烧过程中★高温的烟气也会带走一部分能量。（停2秒）★师：在整个加热过程中水吸收的能量E1为★有用能量外，★E2、E3、E4等等都属于★损耗能量。它们都来至于酒精完全燃烧放出的★总能量。那么我们能否计算出本次加热水的过程中，加热的效率是多少？（停5秒）★这是我们在初二学习的机械效率η，η等于有用功比上总功。（展示机械效率的公式）你能从中得到启发吗？（停5秒）本次实验中，加热效率就是★有用的能量比上总的能量，我们把它叫做热效率。★我们把相应的4.2×1034.5×104J，★算出酒精加热水时的热效率为9.3％（PPT展示：）（停2秒）★我们已经算出酒精加热水的效率为通过以上数据你可以算出燃烧蜡烛加热水的热效率吗？（停5秒）有用的能量同理★η=总的能量，有用的能量都是4.2×103J，但蜡完全燃烧释放的总能量为3.01×10J（停2秒）根据数据算出燃烧蜡加热水的热效率是★13.9％？（停2秒）可见用酒精和蜡烛，加热水的热效率不相同。水吸收的热量相同都是4.2×103J，★消耗燃料质量不相等的，其中一个因素是燃料的热值，★而另一个因素就是在加热过程中的热效率了。★请同学们做好笔记（5秒）问：内燃机中，燃料在汽缸中燃烧，燃烧后产生的热量通过活塞运动转化为输出的机械能。★请同学们看书本第24页的想想议议★第一个问题、内燃机中燃料能否能够完全燃烧？（停5秒）答：以下是★工程师维修发动机的一些情景：★我们发现：在★进气道、★燃烧室、★喷油嘴、★进气门和排气门都有积碳，可见，发动机所用2秒）问：我们来看第二个问题★，燃料燃烧释放的能量都去哪里了？（停5秒）★答：除了做功冲程中★活塞运动带动传动装置运动做功，转化成有用机械能以外，燃料★由于未完全燃烧损失了一部分能量。（停2还有★其它的损耗吗？（停5秒）答：我们发现汽车行驶一段路程后关闭发动机，靠近引擎盖会感到很热，那是机械装置★散失了部分能量，同时我们的排气冲程★尾气筒排出的高温废气也带走了一部分能量，还有★机械传动的过程中，克服摩擦消耗了一部分能量，等等。（请同学们在书本24页完善能流图）（停5秒）★对于热机而言，燃料释放的总能量Q★=mq其中有一部分能量带动传动装置对外做功，转化成机械能，这是★有用的能量，还有相当一部分能量散失了，也就是说热机工作中同样存在效率问题，那么根据前面学习过的热效率，同学们能否推出热机工作时的效率呢？（停5秒）对了，我们把★用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。用公式表达为★★请同学们做好笔记，展示板书（停5秒）★人类第一次工业革命的标志蒸汽机机车的效率为★6%~15%，汽油机的效率为★20%-30%，柴油机的效率为★30-50%。5秒）答：我们的蒸汽机燃料在汽缸外燃烧，是外燃机，损耗大，利用率低。而汽油机和柴油机燃料在汽缸内燃烧，是内燃机，损耗相对较小，利用率较高些。接下来我们通过一个视频了解热机效率提升的历程★视频1分30秒★答：我们知道热机的效率是热机性能的重要指标。假如你是热机工程师，在设计和制造热机时★你会从哪些方面提高热机的效率？5秒）★根据热机效率公式，在做有用功的能量★一定时，尽量★减小燃料完全燃烧放出的能量，那就是，要5秒）★结合能流图我们可以★减少燃料未完全燃烧损失的能量，具体就是①★通过增大燃料与氧气接触面积使燃料燃烧更充分，★对于蒸汽机就是把煤块变煤粉、★对于内燃机就是利用电子燃油喷射系统把油变成雾状油滴（停2秒）★减少机械装置散失的能量★②改进热机：蒸汽机演变为内燃机★减少废气带走的能量★③设法利用废气：大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高）、冬天汽车的供暖★；减少机械摩擦的损耗★④改进设计简化机械传动你们看我们把学过的知识应用于我们的生活，使我们的生活更美好。★请同学们做好笔记（停5秒）在上节课基础上这节课我们了解热效率、热机效率和提高热机效率的措施。课堂到此结束，谢谢观看！再见！老师，现在进入九年级—人教版—物理—第十四章《第二节第2课时热效率和热机效率》答疑环节，各位同学，学完今天的内容你是否有所收获呢？★（停5秒）器。（停2秒）纸做一下简单的运算（停5秒）我们先看第(1)小问，要计算★汽油完全燃烧释放的★题目给出消耗汽油的质量是3.5kg★热值是4.6107J/kg，结合题目给出的条件，所以选用公式★Q放＝mq★代入数据和公式算出汽油完全燃烧释放的能量是1.61×108J★我们看第(2)小问，题目要求此过程中该汽油机的效率是多少？（停5秒）根据热机的效率同学们通常会出现这两种解法，第一种解法是5★你们认为55楚能量是如何转化的我们才能判断哪种解法是正确的★我们再来结合能流图★思考下，（停5秒）我