熱機效率與環(huán)境保護教案

1、課題：第四節(jié)熱機效率與環(huán)境保護課型：授新課課時：1一、教材分析教材從提由問題入手， 讓學生思考熱機中的效率指的 是什么，講解了熱機的效率并指生了蒸氣機的效率很低， 內燃機的效率較高.又詳細分析了內燃機的能流圖，并說 明了其中損失的能量是哪些， 而有用的機械能只占其中的 一部分.對于火電站教材也利用能流圖詳細的介紹了各個 過程中的能量損失，而轉化為電能的部分也是其中一部 分.并指生了造成能量損失的一些原因 .在此基礎上，教材聯(lián)系實際情況，分析了提高熱機效 率的方法，人們利用損失的能量開闊思路用于其他的用 途，達到了又節(jié)省能源又廢物利用改善了環(huán)境二、教學目標（一）、知識與技能1 .建立熱值概念.知

2、道熱值是燃料的重要特性，了解熱值的表示法和常見燃料.的熱值，能利用熱值表進 行有關燃料放熱的簡單計算。2 . 了解熱機效率.知道熱機工作時燃料釋放能量的主 要流向，知道可以怎樣提高熱機效率以及提高熱機效率的意義所在。（二）、過程與方法1 .通過生活經驗及具體事例定性探究得到不同燃料燃燒釋放能量的能力不同，類比速度、壓強等學習燃料 的熱值.2 .通過社會調查、分組交流合作，了解熱機效率及 熱機帶來的負面影響。（三）情感態(tài)度與價值觀1 .通過比較不同燃料燃燒釋放能量的能力不同的探究活動，激發(fā)學生對科學的求知欲.2 . 了解熱機的利用與人類社會發(fā)展的關系，并能夠 簡述熱機使用產生的排放物對環(huán)境的不良

3、影響，培養(yǎng)自覺的環(huán)保意識，激發(fā)學生的社會責任感.三、學情分析（手寫）九年級的學生學習物理已經一年，有一定的基礎，而 且已經學習過機械效率，對比學習熱機效率應該不太難。 雙中的學生地處城鄉(xiāng)結合部，但經過幾年的教學改革，大 多數(shù)學生已經能自主學習，并且小組已經相當成熟，已經 建立健全了小組合作評價機制。學生自主學習、小組合作 學習的意識比較強。在掌握知識上學生兩極分化嚴重，知 識的應用深度不夠，所以更應當發(fā)揮小組的作用。四、教學策略（教學方法、教學手段。）基于上述原因，在教法上我主要采用以學案為載體的 DJP教學模式，充分發(fā)揮學生的主觀能動性。以學生自主 學習為主，教師合理引導，合理啟發(fā)，并借助多

4、媒體刺激 學生的多種感官。激發(fā)學生學習的興趣。同時還結合了啟 發(fā)、講解、評價綜合的教法。學法上：充分發(fā)揮小組作用，采取合作學習的形式， 并采用對比的方法讓學生將機械效率與熱機效率對比，讓學生自主學習，構建知識體系。五、教具準備木柴、煙煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油氣（打火機中裝有）等燃料樣本，多媒體課件，布置學生課 前進行有關環(huán)境污染方面的社會調查。六、教學重點及難點1.重點：燃料的熱值概念的建立及燃料完全燃燒釋放熱 量的簡單計算。:理解環(huán)境污染與熱機使用的關系；熱機效率的運用。I一、新課引入。無論是燒菜做飯，還是奔馳的汽車與火車，乃至直入 蒼穹的火箭等都離不開燃料。即從原始人類學會用火

5、的那天起，至今，人們使用的能量絕大部分還是通過燃料燃燒獲得的。那么燃料燃燒釋放的能量究竟有多少用來做了有 用功？以及燃料的燃燒對環(huán)境會造成那些影響呢？今天 我將和大家一道共同來學習 “第四節(jié) 熱機效率和環(huán)境保 護”。（由示課題）二、新課學習：1 、課件展示上 木柴取暖、煤氣燒飯、鍋爐中煤炭 燃燒、內燃機車、飛機、輪船等，引由常見的燃料。2 、設疑:常見的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精 等，在燃燒時都會釋放能量，但它們釋放能量的能力是否 相同呢？如果不同， 那又如何來表示它們這種能力的大小 呢？3 、交流與討論 上如何比較不同燃料燃燒釋放能量 的能力的不同？注：如果學生不能回答，可由教師引導：必須

6、保證哪些量 相同才能進行比較？（燃料的質量要相同，而且都要完全 燃燒）。4 、（由此）引導學生給熱值下定義。（一）、燃料的熱值定義：把1千克某種燃料完全燃燒釋放生的能量 （熱 量）叫做這種燃料的熱值。用 q表示。（由示板書）。單位 是J/kg ,氣體燃料熱值單位是 J/m3。思考:給熱值下定義時你認為應該注意哪些？（一是質量必須是單位質量 1千克，這就保證了質量相同；二是必須完全燃燒）強調:熱值是燃料的重要特性，只和燃料的種 類有關，與質量和是否完全燃燒無關。學生查熱值表，并表述木柴、液化氣熱值的物理意 義。5 、引導學生推導熱值的計算公式。由熱值的定義我們知道：1 X107J的熱量；那么質量

7、為 m kg的干木柴完全燃燒釋放由多少J的熱量，怎么計算？學生回答：m.q 。由此得由熱值的計算公式：0=mq 。思考:氣體燃料通常不用質量而用體積，因此計算 氣體燃料放熱時，公式應該寫成？6 、例題：計算4kg柴油完全燃燒釋放的熱量。解：查表可知X 107J/kg ,所以 Q= mq= 4 kg x x 107X 108 J °x 108 J o7 、學生估算上 在圖1226所示的情況下，所需的 干木柴、煙煤和汽油。交流與討論 上 在圖1226中，而實際需要的干木柴、煙煤和汽油的質量大大超過計算得由的數(shù)值，這是為什么？（二）、熱機效率。1、引語:實際上熱機工作時，并不能將燃料所蘊藏

8、的化學能全部用來對外做有用功，有很大一部分能量在工作的過程中損耗掉了。2 、課件展示上課本第38頁圖1227 ”熱機燃料燃 燒能量走向示意圖”。由圖可知，真正能轉變?yōu)橛杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵?放能量的一部分。3 、引導學生由機械效率的定義得由熱機效率。定義：熱機轉變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的 能量的比值稱為熱機效率。用刀表示（即7=。有心總*100%）。過渡語:為了合理利用能源，人們一直都在努力提高 熱機的效率。4 、 學生自學P38第四自然段交流與討論 上如何合理利用能源，提高熱機的效率？ 后學生歸納：主要途徑是減少熱機各種能量損失。具體措施：（1）使燃料盡可能完全燃燒（煤粉、

9、豉風）（2）減小機械摩擦（選用優(yōu)良潤滑油）（3）盡量簡化機械傳動部分（三角旋轉式發(fā)動機）5 、課件展示上各種熱機的效率思考:熱機的效率能否達到 100%?為什么？（三）環(huán)境保護引語:熱機為人類的發(fā)展做由了重大貢獻，但也帶來 了一些負面影響，造成了環(huán)境污染，如噪聲污染、廢氣污 染等。1、課件展示上燃料燃燒造成的環(huán)境污染的有關圖片 和生活場景。2 、交流與討論上通過上面的展示，并聯(lián)系我們的 生活環(huán)境談一談：燃料燃燒對環(huán)境有哪些影響？后學生歸納：（1）燃料燃燒排放的煙塵，使空氣混濁，影 響動植物生長。（2）汽車等交通工具排放的尾氣：如過多 CO2引起地球溫室效應，全球氣候變暖。CO能造成“煤氣中毒”

10、，讓人缺氧致死。SO2會形成酸雨，危害植 物、危害莊稼，破壞生態(tài)平衡，還會腐蝕建筑物3 、閱讀:我國大氣環(huán)境質量標準和信息窗內容， 進行環(huán)?？倓訂T。4 、交流與討論 上 結合生活實際談談：為了保護環(huán) 境，應該怎樣從我做起？然后抽幾個學生代表上臺發(fā)表環(huán)保演講。三、課堂小結：由示課件：1、熱值：概念：2、單位；公式：計算：2、熱機效率：概念：提高熱機效率的途徑：具體措施：3、保護環(huán)境，從我做起。四、課內信息反饋：1、X107J/ m3,其物理意義是 ,完全燃燒5 m3的液化氣可以產生 J的熱量。2、火箭常用液態(tài)氫氣作燃料，其原因是 O3、下列關于熱值的說法正確的是（）A燃料不燃燒，其熱值為零。B.

11、燃料不完全燃燒其熱值要變小。C燃料的熱值與燃燒情況和質量無關，只與燃料種類有關。D燃料燃燒時放生熱量多的其熱值就大。4、一個含0.6 kg無煙煤的蜂窩煤，能燒開5瓶水，而0.6 kg的液化氣可以供普通人家一天做飯、 燒開水、洗澡用水。這樣看來不同的燃料的 不同，若q無煙煤=x 107J/kg , 5瓶水的質量是9kg,從20c到燒開，那么這個煤爐的效 率是 o （一個標準大氣壓下）5、要提高熱機的效率，下列做法不可行的是（）A盡量減少廢氣帶走的熱量。B.盡量保持機械部件之間有良好的潤滑。C.盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機械能。D.盡量減少散熱損失。6、煤和石油在燃燒時生成的氣體中含有大量的二氧化碳

12、、氮氧化合物等，燃料的不完全燃燒還會產生粉塵和一氧化碳，這些和 排放到空氣中，嚴重污染了大氣。7、用煤炭燒開水，水實際吸收的熱量遠遠小于依照熱值 計算的熱量，為什么？五、實踐活動：請教化學老師，了解汽車、拖拉機等熱機排放的廢氣中， 主要有哪些成分？再請教生物老師，了解哪些對人有害？有什么樣的危害？哪些對熱體無害？再從網上或有關資 料中查詢，寫一份關于熱機與環(huán)境的調查報告。八、板書設計 第四節(jié)熱機效率和環(huán)境保護（一）燃料的熱值1、定義：把1千克某種燃料完全燃燒釋放生的能量（熱量）叫做這種燃料的熱值。用 q表示。2、單位：J/kg （固體、液體）J/ m 3 （氣體）3、公式：Q= mq（或 Q=

13、 Vq）4、計算：（二）熱機效率1、定義：熱機轉變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機效率。用n表示。2、公式：刀=。有償總*100%3、提高熱機效率的主要途徑：減少熱機各種能量損失（三）環(huán)境保護：從我做起九、教學反思（手寫）上課時間:備課時間:14.2熱機的效率教學設計【目標確定的依據(jù)】1. 了解熱機的工作原理。知道內能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。2,從能量的轉化和轉移的角度認識效率。2 .學情分析初三的學生學習物理已經一年，有一定的基礎，而且已經學習過機械效率，對比學習熱機效率 應該不太難。大多數(shù)學生已經能自主學習，并且小組已經相當成熟，已經建立健全了小組合作評價

14、 機制。學生自主學習、小組合作學習的意識比較強。在掌握知識上學生兩極分化嚴重，知識的應用 深度不夠，所以更應當發(fā)揮小組的作用。3 .教材分析本節(jié)內容是在學生學習完熱機、內燃機后，在已經學習過機械效率的基礎之上對于效率進一步 的學習，也為以后理解熱力學第二定律積累感性知識，使學生體驗到科學、技術和社會的相互關系, 體驗科學在社會生活和生產中的應用。本課主要知識點：認識燃燒產生的內能只有一部分轉變?yōu)閷?外做有用功的能量，了解熱機效率的概念、能進行熱機效率計算，知道熱機的使用在給人類帶來便 利的同時，也造成了環(huán)境污染?！窘虒W目標】1.通過回憶生活中煤、木柴燃燒時的情景，體會不同燃料燃燒釋放熱的本領不

15、同，建立熱值的 概念。2,在老師及同學的幫助下，能寫出熱值的計算公式，并會計算燃料燃燒釋放的能量。3.借助圖14.2-2 ,能說出熱機工作時釋放能量的主要流向，知道什么是熱機效率。4,結合有效利用燃料的途徑，懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義。教教學重難點】重點：熱機的工作原理。難點：熱機效率的計算?！菊n時安排】1課時【評價任務】目標1設計的評價任務1通過回憶、自學，理解某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質量的比值就是這種燃料的熱值， 并能寫出推導公式。2.小組討論，燃料不同，熱值就不同，熱值是燃料的一種特性。目標2設計的評價任務1 .先自己根據(jù)熱值的定義推導出熱值的計算公式，有困難的借助小組討論，

16、老師最后總結在黑 板上。看學生推導是否正確，書寫的字母是否規(guī)范。2 .進行簡單的計算練習。是否按物理計算格式：有解、文字敘述、公式、單位等。目標3設計的評價任務小組內互相探討，一半以上的學生能說出熱機工作時釋放能量的主要流向并知道提高燃料利用 率的重要措施。目標4設計的評價任務全班學生都要有節(jié)約和充分利用能源的意識。小組探討，交流節(jié)能的做法?？磳W生討論時的參 與度，是否發(fā)言積極有效?！窘虒W活動設計】教與學活動評價要點教學環(huán)節(jié)導入 環(huán)節(jié)（2分鐘）（一）導入新課，板書課題1.導入語：前面我們學習了機械效率，那么，什么是機械效率？熱 機是內能轉化成機械能的機器，它能把內能全部轉化為機械能嗎？它跟所有

17、機械一樣，能量轉化時也會伴隨著流失的問題。這一節(jié)我們就來討論這個問題。本課我們學習14.2熱機的效率。（二）出示學習目標課件展示學習目標，指導學生觀看。1 .我能從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱的本領不同，建立熱值的概念。2 .我能簡單計算燃料燃燒釋放的能量。3 .我能說出熱機工作時釋放能量的主要流向，知道什么是熱機效 率。4 .我能結合有效利用燃料的途徑，懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義。過渡語：有了明確的目標，我們就有了前進的方向。下面，讓我們 帶著目標，學海泛舟。請同學們根據(jù)學習耍求，自主學習。學生回憶并獨立思 考，回答機械效率 的定義。要求大戶朗讀，邊 讀邊思考，人人明 確本節(jié)的學習任

18、務。先學環(huán)節(jié)（15分鐘）（一）出示自學指導課件展示自學指導，請同學們帶著卜列問題看課本P22-24頁內容，勾畫知識點并記憶，可查資料但要獨立完成：“燃料的熱值”部分，建立熱值的概念，知道燃料熱值的含義，知 道熱值的計算公式及變形公式進行簡單計算，了解常見物質的熱值?！盁釞C的效率”部分，知道熱機效率及能量的流向，會利用公式對 熱機效率進行計算，明確提高效率的必要性和如何提高熱先學環(huán)節(jié)（15分鐘）認真學習自學指 導，抓住熱值的概 念、計算公式及變 形、熱機的效率和 如何提高效率這幾 個關鍵。自學課本 時把它們找到勾畫 下來。認真的小組 和個人加2分。合上課本，獨立完 成自學檢測。1-8 組的6號同

19、學到黑 板分別板演對應的 1-8題。完成后 9 組的5號同學評價 1、2題，1組的5 號同學評價 3、4 題。2組的5號同 學評價5、6題。3 組的5號同學評價 7、8題。全對的加 2分，錯1、2個的 加1分。評價對了 的加2分。能提出問題的同學 加1分，能釋疑的 加2分.機效率。過渡語：請同學們結合自學情況完成下列練習，做題要細心、規(guī)范;完成后，組長組織對桌交換，互相批閱，有疑惑提出來。（二）自學檢測反饋1 .燃燒相同質量的不同燃料，放出的熱量是 的。2 .熱值是指某種燃料 燃燒時放出的 與其 的。3 .熱值用 表示，單位是 ,用符號 表示。熱量用 表示，單位是 。質量用 表示，單位是 。4

20、 .熱值的計算公式為,熱值的單位為。推導 出的變形公式有, 。5 .固體和液體燃料的熱值常用 單位，氣體燃料的熱值常 用 單位。6 .熱機的效率是指用來做 的那部分能量，與燃料 燃燒 的能量之比?？梢杂帽磉_式 來表示。7 .熱機的能量損失中，帶走的能量最多，因此設法 ,是提高燃料利用率的重要措施。8 .（三）質疑問難1 .小組內討論解決個人疑難問題。2 .班內提出小組內未解決的問題，其余同學釋疑，教師適當點撥。點撥：熱機的效率是指用來做有用功的能量與燃料完全燃燒產 生的能量之比.即做有用功的能量在燃料完全燃燒產生的能量中所占的 百分比。在熱機的各種熱損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣 帶

21、走的能量，是提高熱機效率的重要措施。（一）生生合作，互相糾錯組內交流：將自主學習和自學卞測中疑難問題進行交流 .時間：3 分鐘，組長掌握組內的情況，記錄沒能解決的問題 .發(fā)言要求：起立討 論、聲音洪亮、言簡意賅、明確清晰 .（15分鐘）訓練環(huán)節(jié)（13 分鐘）對小組全員參與程 度進行評價；對小 組合作結果進行評 價；對小組成員展 示情況進行評價。對各種形式能量之 間轉化類型進行舉 例，95%勺學生掌握 主要的能量轉化， 85%勺學生能全部 掌握。第2題能正確利用 公式，正確寫出解 題過程，結果準確。3、4題正確理解熱 機的效率，知道影 響熱機效率的因素 有哪些，有環(huán)保意 識。（二）合作探究，展示

22、交流先獨立思考，并記錄自己的疑惑，然后小組交流，最后個人整理。1 .酒精的熱值是 ,它的物理含義是。其中完全燃燒的含義是什么?2 .熱值的大小跟什么因素有關系？3 .觀察課本p23 “一些燃料的熱值”，你發(fā)現(xiàn)了什么。后教環(huán)節(jié)4 .小組交流提高燃料的利用率的主要途徑有哪些？5 .根據(jù)熱值表，計算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？小組成員充分挖掘教材，組內討論得出小組內的統(tǒng)一見解。然后組間展示和點評。教師疑難點撥。點撥：熱值是然料本身的一種特性，熱值的大小是由燃料本身來決定的.每種燃料都有一定的熱值 ，不同燃料的熱彳1 一般不同，同種燃料的

23、熱值不隨它是否燃燒完全而改變，也不隨燃料質量的大小而改變。改善 燃燒條件，使燃料充分燃燒；盡可能地減少熱損耗。認真規(guī)范完成訓練題目，書寫認真，步驟規(guī)范。1 .對于燃料的熱值，下列說法中，屬于正確理解的是（）A.燃料的熱值跟燃料燃燒時放出的熱量成正比B.燃料沒燃燒時就沒有熱值C.就某種確定的燃料而言，它的熱值是一個確定的值，跟燃料的 質量及燃料燃燒放出的熱量無關D.容易燃燒的燃料熱值一定大2 .已知干木柴的熱值是X 107J/kg ,完全燃燒干木柴能放出多少熱 量？假設這些熱量全部被水吸收，能使多少千克水的溫度由20c升高到70 C?水的比熱容為X 103J/ （kg C）。3 .關于熱機效率，

24、下列說法正確的是（）A.熱機效率越高，即熱機做的有用功多8 .熱機效率越高，即熱機的功率越大C.要提高熱機效率，就要盡量減少各種能量損失，并且要保證良 好的澗滑D.提高熱機效率，有利于環(huán)保減排訓練環(huán)節(jié)（13分鐘）4.一臺內燃機運行時各種能量損耗大致為：汽缸散熱損失占25%,廢氣帶走的能量占30%,摩擦等機械損耗占10%,則內燃機的熱機效率為。點撥：1.C 2.40kg 3.CD 4.35%全對白加2分。 組長掌握組內的情 況，記錄沒能解決 的問題。發(fā)后要求： 起立討論、聲音洪 亮、言簡意賅、明 確清晰。組內認真 討論的獎勵2分， 有游離于活動之外 的減2分。答案準 確、組內成員都理 解掌握的組

25、內加 2 分。課堂總結：本節(jié)課主要學習了熱值、熱機的效率知識，能從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱的 本領不同，建立熱值的概念。能簡單計算燃料燃燒釋放的能量。能說出熱機工作時釋放能量的主要 流向，知道什么是熱機效率。附：板書設計9 4.2熱機效率一、熱值1 .熱值的概念Q 八 tQQ2 .公式：q Q=mq - m 二、熱機的效率Q右中1 .熱機效率的公式：=一生Q總2 .提高燃料利用率【教學反思】附件1:教學目標敘寫解讀【學習目標的續(xù)寫說明】1 .學習目標的設計要基于課程標準、教材分析和學情三方面的分析。2 .學習目標的設計要把課程標準分三步細化分解，找到本節(jié)課的核心目標。即：學期目標一單 元目

26、標一課時目標。學期目標單元目標課時目標從能量轉化的角度 認識燃料的熱值， 知道熱機工作時燃 料釋放的能量的主 要流向，了解熱機 的使用對社會的貢 獻與帶來的環(huán)境污 染，感受到自然科 學的發(fā)展和先進技 術的應用在推進社 會發(fā)展的同時，也 造成了環(huán)境污染。1 . 了解熱機的工 作原理。知道內能的利 用在人類社會發(fā)展史 上的重要忌義。2 .從能量的轉化 和轉移的角度認識效 率。1 .通過回憶生活中煤、木柴燃燒時的情景，體會 小同燃料燃燒釋放熱的本領不同，建立熱值的概念。2 .在老師及同學的幫助下，能寫出熱值的計算公 式，并會計算燃料燃燒釋放的能量。3 .借助圖14.2-2 ,能說出熱機工作時釋放能量

27、 的主要流向，知道什么是熱機效率。4 .結合有效利用燃料的途徑，懂得節(jié)約和充分利 用能源的重要意義。第一步：分析陳述方式、句型結構和關鍵詞。1 .通過回憶生活中煤、木柴燃燒時的情景，體會不同燃料燃燒釋放熱的本領不同，建立熱值的概念。陳述方式：體驗性目標句型結構：行為條件（學習環(huán)境）+行為動詞（行為表現(xiàn)）+核心概念（關鍵詞）行為條件是“通過回憶生活中煤、木柴燃燒時的情景”，行為動詞是體會，核心概念為不同燃料燃燒釋放熱的本領不同和熱值的概念。屬于程序性知識。2 .在老師及同學的幫助下，能寫出熱值的計算公式，并會正確計算燃料燃燒釋放的能量。陳述方式：技能性目標句型結構：行為條件（學習環(huán)境）+行為動詞

28、（行為表現(xiàn)）+核心概念（關鍵詞）行為條件是“在老師及同學的幫助下”；行為動詞為“能、會”；核心概念（關鍵詞）為：“熱值的計算公式、計算燃料燃燒釋放的能量。”屬于概念性知識。3 .借助圖14.2-2 ,能說出熱機工作時釋放能量的主要流向，知道什么是熱機效率。陳述方式：認知性目標句型結構：行為條件（學習環(huán)境）+行為動詞（行為表現(xiàn)）+核心概念（關鍵詞）行為條件是；行為動詞為“能、知道”；核心概念（關鍵詞）為：“熱值的計算公式、計算燃料燃燒釋放的能量?！睂儆谑聦嵭灾R。4 .結合有效利用燃料的途徑，懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義。陳述方式：體驗性目標句型結構：行為條件（學習環(huán)境）+行為動詞（行為表現(xiàn)）+核心概念（