2023學(xué)年完整公開(kāi)課版內(nèi)能與熱機(jī)14.2

熱量和熱值1．教學(xué)目標(biāo)◆知識(shí)與技能⑴了解熱量的概念，知道熱量是在熱傳遞過(guò)程中物體內(nèi)能改變的多少。⑵知道當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)水吸收的熱量跟溫度的升高成正比，升高的溫度相同時(shí)水吸收的熱量跟它的質(zhì)量成正比。⑶了解熱值的概念，會(huì)根據(jù)熱值來(lái)計(jì)算燃料完全燃燒放出的熱量，會(huì)根據(jù)實(shí)際需要選擇燃料?！暨^(guò)程與方法⑷經(jīng)歷探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系的活動(dòng)過(guò)程，進(jìn)一步熟悉其中的控制變量法。◆情感態(tài)度與價(jià)值觀⑸通過(guò)“選擇燃料”、“飲食與運(yùn)動(dòng)”等學(xué)生活動(dòng)，閱讀有關(guān)“西氣東輸”的信息，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，并使學(xué)生逐步樹(shù)立理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，養(yǎng)成用科學(xué)知識(shí)分析和看待生活中事物的習(xí)慣。⑹培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注飲食與健康意識(shí)，幫助他們樹(shù)立合理利用能源的科學(xué)發(fā)展觀念。2．教材說(shuō)明本節(jié)主要內(nèi)容有：熱量的概念、單位，水的吸熱與其質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系，熱值的概念。熱量是理解許多熱現(xiàn)象的基礎(chǔ)，也是下節(jié)課學(xué)習(xí)比熱容的基礎(chǔ)。熱值則是選擇燃料的重要依據(jù)之一，也是分析各種燃燒現(xiàn)象和燃燒效率的基礎(chǔ)知識(shí)。本節(jié)的編寫(xiě)思路是：本節(jié)可分為相對(duì)獨(dú)立的兩部分，熱量和熱值。熱量的概念是承上節(jié)熱傳遞改變內(nèi)能而來(lái)，并由此給出了熱量的定義，在此基礎(chǔ)上安排學(xué)生活動(dòng)——實(shí)驗(yàn)探究“水的吸熱與其質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系”，這一探究既是對(duì)熱量概念的深化，又為學(xué)生后面理解比熱容作鋪墊。燃料的熱值是人們生活、生產(chǎn)與貿(mào)易中經(jīng)常用到的物理量。隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，人均消耗能源越來(lái)越多。煤炭、天然氣、液化石油氣、汽油、柴油等燃料的價(jià)格與其熱值密切相關(guān)。為此，課標(biāo)要求學(xué)生認(rèn)識(shí)燃料的熱值。熱值反映燃料完全燃燒時(shí)放熱的多少，是表示燃料性能的重要指標(biāo)，燃料燃燒放出的熱量是熱機(jī)工作的能源，燃燒過(guò)程中存在效率和污染問(wèn)題，這些都是學(xué)生需要了解的。熱機(jī)、效率和環(huán)保等內(nèi)容承載著對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀教育的重要功能。本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：熱量的概念是本節(jié)課的重點(diǎn)。探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系這個(gè)學(xué)生活動(dòng)，有助于加深學(xué)生對(duì)熱量概念的理解，也是后面學(xué)習(xí)比熱容的基礎(chǔ)，讓學(xué)生做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的關(guān)鍵。熱值以及如何選擇燃料與生活實(shí)際聯(lián)系密切，也是本節(jié)課的重點(diǎn)。本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：熱量的概念是用內(nèi)能概念來(lái)定義的，比較抽象；同時(shí)，熱量又是一個(gè)過(guò)程量，即只有在物體內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，才能談熱量，所以熱量的概念是教學(xué)的難點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)“探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系”需要學(xué)生運(yùn)用控制變量的方法，自己設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出規(guī)律，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高，也是本節(jié)課教學(xué)的難點(diǎn)。3．教學(xué)建議什么叫熱量熱量的概念是承接上節(jié)課熱傳遞改變物體的內(nèi)能而來(lái)的，所以課題引入可以采用復(fù)習(xí)上節(jié)課內(nèi)容的方式。復(fù)習(xí)時(shí)應(yīng)突出熱傳遞改變物體的內(nèi)能。為了幫助學(xué)生形象的建立內(nèi)能轉(zhuǎn)移的認(rèn)識(shí)，可以利用下面的圖形來(lái)表示內(nèi)能轉(zhuǎn)移的過(guò)程。高高溫物體溫度降低內(nèi)能減少內(nèi)能低溫物體溫度升高內(nèi)能增大在此基礎(chǔ)上，教師直接引出熱量的概念：物理學(xué)中，把在熱傳遞過(guò)程中物體內(nèi)能改變的多少叫做熱量。教師要引導(dǎo)學(xué)生明確，熱量是為了描述和量度熱傳遞過(guò)程中內(nèi)能的變化而引入的,熱量是一個(gè)過(guò)程量，它對(duì)應(yīng)于熱傳遞的過(guò)程。一個(gè)物體的溫度即使很高，也不能說(shuō)它含有的熱量多；反之，物體的溫度低，也不能說(shuō)它含有的熱量少。如果沒(méi)有發(fā)生熱傳遞，即它的內(nèi)能沒(méi)有改變，就談不上熱量。在熱傳遞過(guò)程中，高溫物體內(nèi)能減少，放出熱量，低溫物體內(nèi)能增加，吸收熱量。然后通過(guò)教師介紹或?qū)W生閱讀，讓學(xué)生知道熱量的表示符號(hào)和國(guó)際單位制單位。應(yīng)該讓學(xué)生明白，既然熱量是內(nèi)能變化多少的量度，其單位應(yīng)與內(nèi)能單位一致。探究物體吸收或放出的熱量這段內(nèi)容是通過(guò)對(duì)水加熱的實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生認(rèn)識(shí)水吸熱的多少與水的質(zhì)量和升高的溫度之間的關(guān)系。通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)既可以鞏固加深學(xué)生對(duì)熱量概念的理解，又為下節(jié)課學(xué)習(xí)比熱容打基礎(chǔ)。不管是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、操作，還是研究問(wèn)題的方法，研究比熱容的實(shí)驗(yàn)與本實(shí)驗(yàn)基本相同?；顒?dòng)1實(shí)驗(yàn)之前，應(yīng)先提出問(wèn)題：物體吸收或放出熱量的多少與哪些因素有關(guān)？引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)和事實(shí)猜想。進(jìn)行猜想可以為后面的實(shí)驗(yàn)研究定向，同時(shí)對(duì)最終理解實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有鋪墊作用?；顒?dòng)A按照教材設(shè)計(jì)進(jìn)行即可。活動(dòng)B可以讓學(xué)生分小組討論設(shè)計(jì)，教師要適時(shí)提醒學(xué)生如何控制變量。為方便計(jì)算，同時(shí)考慮到課堂上加熱的時(shí)間有限，取100g、200g、300g即可。對(duì)質(zhì)量不同的水進(jìn)行加熱時(shí)，如果用酒精燈作熱源，要保證每個(gè)酒精燈的火焰大小、燃燒情況基本相同。得出結(jié)論后，教材給出了1kg水溫度升高（或降低）1℃需要吸收（或放出）的熱量，這里可以根據(jù)學(xué)生實(shí)際適當(dāng)擴(kuò)展一下：1kg砂石溫度升高1℃時(shí)，需吸收的熱量是×103J；1kg砂石溫度升高10℃，需吸收多少熱量？10kg砂石溫度從10燃料的熱值熱值是表征燃料完全燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)的物理量，是選擇燃料的主要依據(jù)。熱值問(wèn)題可以從生活中需要大量的熱量引出。例如，通過(guò)閱讀教材圖14－9或用多媒體投影展示固體燃料、液體燃料或氣體燃料，然后讓學(xué)生列舉生活中常見(jiàn)的燃料，判斷屬于上面的哪一類(lèi)。再提出思考討論題：這些不同燃料燃燒的過(guò)程有哪些相同點(diǎn)和不同點(diǎn)？學(xué)生交流后，教師及時(shí)總結(jié)，明確燃料燃燒過(guò)程都要放熱，但質(zhì)量相等的不同燃料完全燃燒放出的熱量不相等。為了表示燃料燃燒時(shí)這種放熱本領(lǐng)的不同，物理學(xué)中引入了熱值的概念。至此可以順勢(shì)給出熱值的定義和單位。常見(jiàn)燃料的熱值表比較簡(jiǎn)單，類(lèi)似的表格前面見(jiàn)過(guò)多次，可以讓學(xué)生閱讀表格，談?wù)動(dòng)惺裁窗l(fā)現(xiàn)。教師要注意引導(dǎo)學(xué)生明確燃料的熱值表示的含義，知道表示氣體熱值時(shí)單位常用J/m3，在常見(jiàn)燃料中氫的熱值是最大的。有關(guān)熱值的計(jì)算公式比較簡(jiǎn)單，可以利用教材中的題目或者教師另選類(lèi)似的題目進(jìn)行練習(xí)。這里的計(jì)算只為幫助認(rèn)識(shí)熱值，不必?cái)U(kuò)展更多更深。燃燒的效率問(wèn)題和污染問(wèn)題是目前社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，如果只是讓學(xué)生閱讀教材中的文字或只由教師講述，都顯得比較枯燥，難以在學(xué)生腦海中形成深刻的印象，更不能達(dá)到對(duì)學(xué)生情感態(tài)度與價(jià)值觀的教育效果。教學(xué)中可以通過(guò)加強(qiáng)視覺(jué)信號(hào)來(lái)突出這個(gè)問(wèn)題，如用掛圖或多媒體投影展示鍋爐煙囪、蒸汽機(jī)車(chē)冒黑煙等類(lèi)似情景，提出問(wèn)題讓學(xué)生思考：這些燃燒存在哪些問(wèn)題？教師組織學(xué)生交流，最后歸結(jié)到燃燒效率和環(huán)境污染兩個(gè)方面，指出燃料不能完全燃燒會(huì)浪費(fèi)燃料，降低效率，造成污染。還可回扣到熱值定義中的關(guān)鍵詞“完全燃燒”，讓學(xué)生體會(huì)為什么要有這樣的限定。教師要引導(dǎo)學(xué)生分析燃料燃燒所產(chǎn)生熱量的流向，知道哪些是有用的，哪些被浪費(fèi)掉了，進(jìn)一步理解效率的意義。在比較普通家用煤爐、普通燃煤鍋爐和現(xiàn)代化鍋爐的效率時(shí)，通過(guò)多媒體投影、掛圖展示相關(guān)情景，可以產(chǎn)生更加形象化的效果。教師還應(yīng)加以引申，讓學(xué)生知道節(jié)約能源、減少污染是可持續(xù)發(fā)展觀的重要目標(biāo)?；顒?dòng)2目的是加深對(duì)熱值概念的理解，運(yùn)用熱值概念分析解決實(shí)際問(wèn)題。其中的第1個(gè)問(wèn)題可以在課堂上完成，可以個(gè)人活動(dòng)，也可小組活動(dòng)。第2個(gè)問(wèn)題應(yīng)與課后課外活動(dòng)1結(jié)合起來(lái)，布置每個(gè)學(xué)生回家完成。就一個(gè)班級(jí)而言，最好有不同燃料結(jié)構(gòu)的家庭調(diào)查進(jìn)行對(duì)比，以豐富學(xué)生對(duì)我國(guó)家庭燃料結(jié)構(gòu)與節(jié)能措施的認(rèn)識(shí)。一定要讓學(xué)生實(shí)際進(jìn)行調(diào)查，并在課堂上進(jìn)行交流，這樣有助于培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注生活、關(guān)注社會(huì)的良好習(xí)慣，實(shí)現(xiàn)新課程標(biāo)準(zhǔn)中“從物理走向社會(huì)”的新理念。信息瀏覽欄目對(duì)西氣東輸作了簡(jiǎn)明介紹，是希望學(xué)生能夠關(guān)注社會(huì)現(xiàn)實(shí)中的重大問(wèn)題。西氣東輸是我國(guó)近年來(lái)重要的工程項(xiàng)目之一，是解決東部能源緊缺的重要舉措，對(duì)東部地區(qū)的發(fā)展具有十分重要的意義。建議讓學(xué)生通過(guò)上網(wǎng)或查閱書(shū)籍，搜集有關(guān)信息，然后全班進(jìn)行交流共享。課外活動(dòng)1是一個(gè)以調(diào)查、訪問(wèn)、觀察為主要形式的綜合性活動(dòng)，意圖是希望通過(guò)學(xué)生進(jìn)行社會(huì)調(diào)查，了解我們周?chē)胀ㄈ松畹淖兓桶l(fā)展，感受社會(huì)的不斷進(jìn)步，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生為社會(huì)發(fā)展做出自己貢獻(xiàn)的熱情。實(shí)際教學(xué)中，對(duì)不同層次、不同條件的學(xué)生可以提出不同的要求。也可結(jié)合研究性學(xué)習(xí)課程，將它作為一個(gè)課題，組織小論文評(píng)選等激勵(lì)學(xué)生積極參與。教師自己也要帶頭進(jìn)行這方面的調(diào)查研究，以豐富教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)資源。課外活動(dòng)2目的是讓學(xué)生學(xué)習(xí)閱讀數(shù)據(jù)表，從中提取有用信息，通過(guò)計(jì)算來(lái)分析討論有關(guān)飲食、運(yùn)動(dòng)和身體成長(zhǎng)方面的問(wèn)題，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注我們周?chē)纳?，關(guān)注自身的發(fā)育和發(fā)展，并形成運(yùn)用數(shù)據(jù)來(lái)分析和判斷生活現(xiàn)象的意識(shí)，養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度。對(duì)于第1個(gè)問(wèn)題，由于需要提取信息，并進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算，因而具有一定的難度。建議按性別將男、女學(xué)生分成若干小組分別活動(dòng)，得出若干結(jié)果，再進(jìn)行匯總。以13～15歲年齡段的女生為例，每天需要淀粉0.56kg，而16歲的男生則每天需要淀粉0.70kg。計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字即可。第2個(gè)問(wèn)題則可以結(jié)合當(dāng)前我國(guó)青少年大量出現(xiàn)的“小胖墩”、“豆芽菜”體形這類(lèi)亞健康體形的原因展開(kāi)討論，也可以與本章其他內(nèi)容綜合在一起，讓學(xué)生以小論文的形式參與討論交流。不管采用什么形式，都要要求學(xué)生聯(lián)系自己和身邊的實(shí)際，活動(dòng)的目的是為了指導(dǎo)自己養(yǎng)成科學(xué)的生活習(xí)慣和健身意識(shí)。以上兩個(gè)活動(dòng)很好地體現(xiàn)了新課程的理念，是引導(dǎo)學(xué)生從生活走向物理、從物理走向社會(huì)的絕佳素材，老師們?cè)诮虒W(xué)中一定要予以足夠的重視，讓學(xué)生實(shí)實(shí)在在地活動(dòng)，切實(shí)有所收獲。4．教學(xué)評(píng)價(jià)●課堂測(cè)評(píng)熱量是為了描述和量度__________而引入的物理量，它的單位是。有人說(shuō)，物體的溫度越高，所含的熱量越多。這種說(shuō)法正確嗎？為什么？物體吸收或放出的熱量跟和有關(guān)。當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體放出的熱量跟降低的溫度；當(dāng)降低的溫度相同時(shí)，物體放出的熱量跟它的質(zhì)量。單位質(zhì)量的某種燃料燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。這種說(shuō)法是否正確？為什么？干木柴的熱值是×107J/kg，它的物理意義是。如完全燃燒kg的干木柴，可以放出×107J的熱量，。關(guān)于燃料和熱值，以下說(shuō)法中正確的是（）燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無(wú)關(guān)容易燃燒的燃料，熱值一定大煤的熱值大于干木柴的熱值，燃燒煤放出的熱量一定比燃燒干木柴放出的熱量多為了提高鍋爐的效率，一定要用熱值高的燃料煤油的熱值為4．6×107J/kg，100g煤油完全燃燒可放出多少熱量？西氣東輸?shù)谝黄诠こ讨鞲删€西起塔里木盆地的輪南油氣田，向東途徑九個(gè)省區(qū)，最終到達(dá)上海，年輸送天然氣×1010m3，即年輸氣質(zhì)量為kg。若這些天然氣完全燃燒，則放出熱量J。（管道內(nèi)天然氣的密度為6kg/m3某校教師組織興趣小組調(diào)查學(xué)校使用的幾種爐灶的能量利用效率。他們發(fā)現(xiàn)學(xué)校的一個(gè)老式鍋爐燒水時(shí)，經(jīng)常冒出大量的黑煙，且燒水時(shí)鍋爐周?chē)臏囟群芨撸仩t的效率很低。請(qǐng)你根據(jù)調(diào)查中發(fā)現(xiàn)的現(xiàn)象分析此鍋爐效率低的原因，并提出相應(yīng)的改進(jìn)措施?！緟⒖即鸢浮?．在熱傳遞過(guò)程中物體內(nèi)能改變的多少焦耳（J）“物體溫度越高，含有的熱量越多”這種說(shuō)法是不正確的，因?yàn)闊崃渴且粋€(gè)對(duì)應(yīng)于熱傳遞的過(guò)程量，不能說(shuō)一個(gè)物體