《熱機(jī)導(dǎo)學(xué)案-2023-2024學(xué)年科學(xué)華東師大版2012》

《熱機(jī)》導(dǎo)學(xué)案第一課時(shí)一、導(dǎo)學(xué)目標(biāo)：1.了解熱機(jī)的基本原理和工作原理；2.精通熱機(jī)的分類和特點(diǎn)；3.理解熱機(jī)效率的計(jì)算方法及影響因素。二、知識(shí)回顧：熱機(jī)是將熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的裝置。按照工作原理和燃料種類的不同，熱機(jī)可以分為外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，外燃機(jī)包括蒸汽機(jī)等，內(nèi)燃機(jī)包括汽油機(jī)、柴油機(jī)等。熱機(jī)的效率是指輸出功率與輸入熱能的比值，一般用η表示，其計(jì)算公式為η=W/Q1，其中W為熱機(jī)做功，Q1為輸入的熱能。三、導(dǎo)學(xué)內(nèi)容：1.熱機(jī)的分類熱機(jī)依據(jù)工作原理的不同可分為外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，外燃機(jī)是利用外部燃料燃燒產(chǎn)生熱能，再將熱能傳遞給工作物質(zhì)，從而產(chǎn)生動(dòng)力；內(nèi)燃機(jī)是在機(jī)內(nèi)燃燒燃料產(chǎn)生熱能，直接推動(dòng)活塞做功。外燃機(jī)的代表是蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)的代表是汽油機(jī)、柴油機(jī)等。2.熱機(jī)效率熱機(jī)的效率是熱機(jī)做功的比例，是衡量熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。熱機(jī)效率一般小于1，效率越高表示熱機(jī)性能越好。影響熱機(jī)效率的因素有浩繁，如工質(zhì)的性質(zhì)、工作溫度、燃燒效率等。計(jì)算熱機(jī)效率的方法是將熱機(jī)輸出功率除以輸入的熱能。3.熱機(jī)的應(yīng)用熱機(jī)在摩登社會(huì)中有廣泛的應(yīng)用，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)、火力發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)等都是熱機(jī)的應(yīng)用。通過更好地了解熱機(jī)的原理和效率，可以提高熱機(jī)的效能，勤儉能源資源。四、導(dǎo)學(xué)談?wù)摚?.你知道其他種類的熱機(jī)嗎？它們的工作原理有何不同？2.為什么熱機(jī)的效率通常小于1？有什么方法可以提高熱機(jī)的效率？3.除了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)，還有哪些我們平時(shí)生活中會(huì)用到熱機(jī)的設(shè)備？五、課后作業(yè)：1.探究一種熱機(jī)的工作原理和效率計(jì)算方法，并寫出報(bào)告；2.沉思如何提高熱機(jī)的效率，列出至少三種方法；3.總結(jié)熱機(jī)在摩登社會(huì)中的應(yīng)用，并選擇一個(gè)詳盡應(yīng)用進(jìn)行深度探究。六、拓展閱讀：1.《熱機(jī)效率的物理模型及熱機(jī)效率的試驗(yàn)探究》2.《熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)換原理及其應(yīng)用》3.《熱機(jī)的進(jìn)步歷程及將來進(jìn)步方向》通過本次導(dǎo)學(xué)案的進(jìn)修，信任同硯們對(duì)熱機(jī)的原理和應(yīng)用有了更深度的了解，期望大家能夠進(jìn)一步探究熱機(jī)的玄妙，為將來的科學(xué)探究和技術(shù)進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力氣。第二課時(shí)一、導(dǎo)學(xué)目標(biāo)：1.了解熱機(jī)的基本觀點(diǎn)和工作原理；2.精通熱機(jī)的分類和特點(diǎn)；3.理解熱力學(xué)第一定律和第二定律的基本內(nèi)容；4.能夠應(yīng)用熱力學(xué)知識(shí)解決相關(guān)問題。二、導(dǎo)學(xué)重點(diǎn)：1.熱機(jī)的定義和分類；2.熱力學(xué)第一定律的基本觀點(diǎn)；3.熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容和應(yīng)用。三、導(dǎo)學(xué)難點(diǎn)：1.熱力學(xué)第一定律的理解和應(yīng)用；2.熱力學(xué)第二定律的表述和實(shí)際意義。四、導(dǎo)學(xué)內(nèi)容：1.熱機(jī)的定義和分類熱機(jī)是利用熱能向機(jī)械能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化的裝置。依據(jù)工作物質(zhì)的不同，熱機(jī)可以分為蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)和氣體渦輪機(jī)等不同類型。2.熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律也稱能量守恒定律，它表明能量可以在不同形式之間互相轉(zhuǎn)化，但總能量守恒。數(shù)學(xué)表達(dá)式為ΔU=Q-W，其中ΔU表示系統(tǒng)內(nèi)能的變化，Q表示系統(tǒng)吸納的熱量，W表示系統(tǒng)對(duì)外界做功。3.熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律主要包括卡諾熱機(jī)效率不行能達(dá)到100%和熵增大原理。卡諾熱機(jī)效率由工作物質(zhì)的溫度差決定，不行能達(dá)到100%。而熵增大原理則表明孤立系統(tǒng)的熵永久不會(huì)減小。五、導(dǎo)學(xué)方法：1.理論講解：介紹熱機(jī)的定義、分類和工作原理；2.例題分析：通過例題演練，加深同硯對(duì)熱力學(xué)定律的理解；3.試驗(yàn)演示：展示卡諾循環(huán)試驗(yàn)，讓同硯親自觀察熱機(jī)的工作過程。六、導(dǎo)學(xué)過程：1.熱機(jī)的定義和分類講解熱機(jī)的定義和分類，并比較不同類型熱機(jī)的特點(diǎn)。2.熱力學(xué)第一定律通過實(shí)例詮釋熱力學(xué)第一定律的含義，引導(dǎo)同硯理解能量守恒的原理。3.熱力學(xué)第二定律介紹熱力學(xué)第二定律的內(nèi)容和實(shí)際意義，讓同硯了解熵增大原理對(duì)熱機(jī)效率的影響。七、導(dǎo)學(xué)談?wù)摚?.請(qǐng)同硯談?wù)摕釞C(jī)效率的計(jì)算方法，以及如何提高熱機(jī)效率；2.引導(dǎo)同硯沉思熱力學(xué)定律在平時(shí)生活中的應(yīng)用。八、導(dǎo)學(xué)總結(jié)：通過本節(jié)課的進(jìn)修，同硯應(yīng)該精通了熱機(jī)的