热机的效率教案

热机的效率教案

　　作为一名优秀的教育工作者，总归要编写教案，编写教案有利于我们准确把握教材的重点与难点，进而选择恰当的教学方法。那么你有了解过教案吗？以下是小编为大家整理的热机的效率教案，希望能够帮助到大家。

热机的效率教案1

　　【课标内容】

　　探究燃料的热值、热机效率、热机与环境保护的关系。

　　【教学目标】

　　知识与技能

　　建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。

　　了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。

　　知道热机与环境保护的关系。

　　2、过程与方法

　　会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。

　　3、情感、态度与价值观

　　结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感

　　【教学重点】

　　燃料热值的概念和单位，并根据定义计算燃料燃烧放热的有关问题。

　　【教学难点】

　　提高热机效率要从联系实际入手，分析实际问题，并能用热机效率进行简单计算。

　　【教学方法】

　　演示法 探究 交流

　　【教学用具】

　　多媒体课件

　　【课时安排】

　　1课时

　　【教学过程】

　　一、导入新课

　　炒菜做饭、奔驰的汽车与火车、火力发电、直入苍穹的火箭等都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。热机是将内能转化为机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机的产生和发展，推动了社会生产力，促进人类文明的同时，也带来了环境污染的问题。这一节课我们就来学习热机效率的知识。

　　二、合作探究

　　(一)燃料的热值

　　从原始人类学会用火起，至今，人们使用的能量大部分还是通过燃烧燃料获得的。

　　常见燃料的分类

　　固体燃料 如：干柴 煤等

　　液体燃料 如：汽油 柴油 酒精等

　　气体燃料 如：氢气 天然气等

　　燃料燃烧过程：燃料的化学能转化为内能

　　如图表示一个四口之家使用某种燃料时的月消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的。为什么？

　　燃料的热值

　　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，叫做这种燃料的热值（用q表示）。

　　教师强调热值定义中“燃料完全燃烧”

　　单位：焦每千克 焦每立方米

　　符号：J/kg 或 J/m3

　　物理意义：描述不同燃料完全燃烧放热本领的物理量。

　　质量为m的燃料完全燃烧释放出的能量：

　　Q=qm Q：燃料完全燃烧放出的热量

　　m：燃料的质量

　　q： 燃料的热值

　　体积为V的燃料完全燃烧放出的热量：

　　Q=qV Q：燃料完全燃烧放出的热量

　　V：燃料的体积

　　q： 燃料的热值

　　常见燃料的热值

　　干木柴的热值是q=1.2×107 J/Kg，其物理意义是什么？

　　表示：１kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107 J。

　　烟煤的热值是q=2.9×107 J/Kg，其物理意义是什么？

　　表示：１kg的烟煤完全燃烧放出的热量是2.9×107 J。

　　热值是燃料的一种特性

　　与燃料的种类有关，与燃料的质量及是否完全燃烧无关。同种燃料的热值是定值，不同燃料的热值一般不同

　　例题讲解：

　　例 计算4kg的柴油完全燃烧释放的`热量。

　　已知：q=4.3×107J/kg m=4kg

　　求：Q

　　解：Q=qm

　　=4.3×107J/kg×4kg

　　=1.72×108J；

　　答：4kg柴油完全燃烧释放的热量是1.72×108J。

　　[学生练习：计算完全燃烧100 g酒精能释放出的热量。(q酒精＝3.0×107J/kg)]

　　（二）热机效率

　　汽车行驶，汽油的化学能能完全释放出来吗？燃烧放出的热量能全部被被有效利用吗？

　　热机燃料的能量主要走向示意图

　　用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率

　　定义式：公式：η＝×100%)

　　典例分析：计算热机效率

　　一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土前进的总行程达10 km，消耗柴油约30.3 kg，求推土机上装的柴油机的热机效率。

　　解：η＝×100%＝×100%＝×100%≈23%

　　答：这台柴油机的热机效率为23%。

　　议一议

　　热机的效率能达到100%吗？为什么？

　　不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，这部分能量远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即热机效率小于100%。

　　组织学生讨论：如何提高热机效率？

　　提高热机效率的途径：

　　减少热机工作中的各种能量损失;

　　减少燃烧过程中的热量损失；

　　量简化机械传动部分;

　　选用优良的润滑材料减少摩擦，以减少机械损失。

　　(三)环境保护

　　热机给人类生活带来方便的同时，也带来一些什么问题？你觉得应怎样解决这些问题？

　　展示图片、资料让学生分析应该如何来保护我们的生存环境.

　　组织学生分组讨论、交流，并对学生的成果予以肯定。

　　[学生的展示]

　　采取的措施：

　　改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;

　　集中供热；

　　改用气体燃料，普及煤气和天然气；

　　充分开发利用污染少和无污染的新能源。

　　三、课堂小结

　　教师引导学生总结

　　1、燃料的热值及意义

　　2、常见燃料的热值

　　3、热值的单位及计算公式

　　4、热机的效率

　　5、环境保护

　　四、课堂练习

　　1.（贵阳中考）关于燃料的热值下列说法正确的是（ C ）

　　A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

　　B.容易燃烧的燃料的热值一定大

　　C.D.0.5kg煤油和1.5千克煤油的热值一样大

　　D.以上说法都不对

　　2、（20xx?连云港）将一瓶酒精用去三分之一，则剩余酒精的密度、比热容和热值 （ A ）

　　A．都不变

　　B．都变为原来的三分之二

　　C．热值不变，密度、比热容变为原来的三分之二

　　D．热值变为原来的三分之二，密度、比热容不变

　　3、下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（ B ）

　　A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值

　　B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率

　　C．燃料燃烧释放的热量越多，热值越大

　　D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关

　　4、（20xx?福建）完全燃烧0.035m3的天然气放出多少焦的热量？若这些热量完全被水吸收，能使多少千克的水温度升高50℃？（天然气的热值取q=4×107J/m3）

　　解：完全燃烧0.035m3的天然气放出的热量:

　　Q=qV=4×107J/m3×0.035m3=1.4×106J；

　　这些热量完全被水吸收后可加热水的质量：

　　作业布置：

　　1、完成课后作业

　　2、完成本节对应练习

　　六、板书设计

　　13.4 热机效率和环境保护

　　（一）、燃料的热值及意义

　　（二）、常见燃料的热值

　　（三）、热值的单位及计算公式

　　（四）、热机的效率

　　（五）、环境保护

热机的效率教案2

　　一、导课。

　　1、复习提问：什么是机械效率？

　　热机是内能转化为机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机的产生和发展，推动了社会生产力的发展，促进人类文明的同时，也带来了环境污染的问题。这一节课，我们就来学习热机效率和环境的保护。

　　2、引入新课。

　　二、热机的能量损失。

　　1、提出问题，热机把燃料所蕴藏的化学能除了做有用功以外；同时还有哪些形式损失能量？

　　2、梳理总结，说出热机燃料释放能量的主要走向。

　　三、热机效率。

　　1、引出热机效率的概念，提出自学要求，看课本相关内容画出热机效率

　　2、组织学生讨论：如何提高热机效率

　　四、环境保护。

　　1、热机给人类生活带来方便的同时，也带来什么问题，你觉得应怎样解决这些问题？

　　2、组织学生分组讨论、交流，并通过学生的展示予以肯定。

　　五、出示目标，学生小结。

　　六、巩固练习：

　　1、热机是把能转化为能的机械，在热机里，转变为的能量和燃料完全燃烧所释放的能量的.比值称为热机效率。

　　2、如何提高热机效率，是减少能源消耗的重要问题，要提高热机效率，其主要途径是减少热机工作中的各种损失，其次是保证良好的，减少机械损失。

　　3、为节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是（ ）

　　A、尽量使燃料充分燃烧。

　　B、尽量增加热机的工作时间。

　　C、尽量减少废气带走的热量。

　　D、尽量减少热机部件间的摩擦。

　　4、目前，社会上有一些旧的被淘汰的内燃机，从长远看，你认为有必要修一修再使用吗？说明原因。

热机的效率教案3

　　教学目标

　　(一)知识与技能

　　1、建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。

　　2、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。

　　(二)过程与方法

　　通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的负面影响。

　　(三)情感态度与价值观：

　　了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物

　　对环境的不良影响，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感。

　　教学重点

　　燃料的热值、热机效率以及学生环保意识的培养。

　　教学难点

　　热机效率的理解和环境保护。

　　课前准备

　　木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气(打火机中装有)等燃料样本，多媒体课件，布置学生课前进行有关环境污染方面的社会调查。

　　教学过程

　　一、引入新课

　　无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功?以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢?今天我们一起来学习“第四节 热机效率和环境保护”。

　　二、新课教学

　　1、课件展示：木柴取暖、煤气烧饭、锅炉中煤炭燃烧、内燃机车、飞机、轮船等，引出常见的燃料。

　　2、设疑：常见的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等，在燃烧时都会释放能量，但它们释放能量的能力是否相同呢?如果不同，那又如何来表示它们这种能力的大小呢?

　　3、交流与讨论：如何比较不同燃料燃烧释放能量的能力的不同?

　　注：如果学生不能回答，可由教师引导：必须保证哪些量相同才能进行比较?(燃料的质量要相同，而且都要完全燃烧)。

　　(一)燃料的热值

　　燃料的热值：把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量(热量)叫做这种燃料的热值。用q表示。单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m3。

　　注意，质量必须是单位质量1千克，必须完全燃烧。

　　强调：热值是燃料的重要特性，只和燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。

　　学生查热值表，并表述木柴、液化气热值的物理意义。

　　由热值的定义我们知道：

　　1kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量;

　　那么质量为m kg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算?

　　m﹒q

　　由此得出热值的计算公式：Q=mq 。

　　思考：气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算气体燃料放热时，公式应该写成 Q=qV

　　例：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。

　　解：查表可知q=3.3×107J/kg，

　　所以Q=mq=4 kg×3.3×107J/kg=1.32×108 J。

　　答：完全燃烧释放的热量为1.32×108 J。

　　估算练习：在图12-26所示的情况下，所需的干木柴、烟煤和汽油。

　　交流与讨论：在图12-26中，实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量大大超过计算得出的数值，这是为什么?

　　(二)热机效率

　　实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。

　　课件展示：教材图12-27“热机燃料燃烧能量走向示意图”。

　　由图可知，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。

　　热机效率：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的.比值称为热机效率。用η表示(即η=Q有/Q总×100%)。

　　过渡语：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。

　　自学P38第四自然段

　　交流与讨论：如何合理利用能源，提高热机的效率?

　　归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。

　　具体措施：(1)使燃料尽可能完全燃烧(煤粉、鼓风)

　　(2)减小机械摩擦(选用优良润滑油)

　　(3)尽量简化机械传动部分(三角旋转式发动机)

　　5、课件展示：各种热机的效率

　　思考：热机的效率能否达到100%?为什么?

　　(三)环境保护

　　热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了一些负面影响，造成了环境污染，如噪声污染、废气污染等。

　　课件展示：燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。

　　交流与讨论：通过上面的展示，并联系我们的生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响?

　　归纳：(1)燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影响动植物生长。

　　(2)汽车等交通工具排放的尾气：如过多二氧化碳，引起地球温室效应，全球气候变暖。CO能造成“煤气中毒”，让人缺氧致死。二氧化硫会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物……

　　阅读：我国大气环境质量标准和信息窗内容，进行环保总动员。

　　三、课堂小结：

　　1、热值：①概念：②单位;③公式：④计算：

　　2、热机效率：①概念：②提高热机效率的途径：具体措施：

　　3、保护环境，从我做起。

　　四、课堂练习

　　1、液化气的热值是4.9×107J/ m3，，其物理意义是 ，完全燃烧5 m3 的液化气可以产生 J的热量。

　　2、火箭常用液态氢气作燃料，其原因是 。

　　3、下列关于热值的说法正确的是( )

　　A、燃料不燃烧，其热值为零。

　　B、燃料不完全燃烧其热值要变小。

　　C、.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。

　　D、 燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。

　　4、一个含0.6 kg无烟煤的蜂窝煤，能烧开5瓶水，而0.6 kg的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的 不同，若q无烟煤=3.4×107J/kg，5瓶水的质量是9kg，从20℃到烧开，那么这个煤炉的效率是 。(一个标准大气压下)

　　5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是( )

　　A、尽量减少废气带走的热量。

　　B、尽量保持机械部件之间有良好的润滑。

　　C、尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。

　　D、尽量减少散热损失。

　　6、煤和石油在燃烧时生成的气体中含有大量的二氧化碳、氮氧化合物等，燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，这些 和 排放到空气中，严重污染了大气。

　　7、用煤炭烧开水，水实际吸收的热量远远小于依照热值计算的热量，为什么?

　　作业设计

　　①一台大型推土机的推力约为3×104N，匀速推着土总行程达10km，消耗柴油约30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率。

　　②点燃一只无烟煤(0.6kg)，能烧开5瓶水，而点燃0.6kg的液化气可以供普通人家烧一天的饭菜，开水还可以烧淋浴用的洗澡水。这样看来：不同的燃料( )不相同。若q无烟煤=3.4×107J/kg，5瓶水的质量约为9.5kg，从20℃烧开，那么这个煤炉的热效率是( )

　　板书设计

　　第四节 热机效率和环境保护

　　一、燃料的热值。

　　热值：1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。

　　(1)符号：q

　　(2)单位：焦/千克。(J/kg)。或气体燃料的热值：J/m3

　　(3)热值的物理意义:

　　(1) 公式： Q=mq或q=Q/m

　　二、热机效率。

　　三、环境保护。

热机的效率教案4

　　教学目标

　　知识目标

　　（1）知道热机的效率

　　（2）了解提高效率的途径

　　能力目标

　　用物理图表分析问题的能力，联系实际思考问题的能力

　　情感目标

　　感受技术与社会的联系，建立废物利用的观念。

　　教学建议

　　教材分析

　　教材从提出问题入手，让学生思考热机中的效率指的是什么，讲解了热机的效率并指出了蒸气机的效率很低，内燃机的效率较高。又具体分析了内燃机的能流图，并说明了其中损失的能量是哪些，而有用的机械能只占其中的一部分。对于火电站教材也利用能流图具体的介绍了各个过程中的能量损失，而转化为电能的部分也是其中一部分。并指出了造成能量损失的一些原因。

　　在此基础上，教材联系实际情况，分析了提高热机效率的方法，人们利用损失的能量开阔思路用于其他的用途，达到了又节省能源又废物利用改善了环境。

　　教法建议

　　本节内容建议用学生实验探究和自主学习的方法，利用能流图分析问题还是首次接触，可以结合图解帮助学生想像，提高学生观察能能力，分析能力。本节的一个较大特点是紧密联系实际，考察了能量在具体过程中的损耗，要注重让学生细致的分析问题，养成缜密的思维形式。注重联系实际的'教学，学生要能够利用所学到的提高效率的方法应用于实际生活中，解决简单的问题。教学中要结合技术和社会的关系，了解热电站相比一般的火电站的优点，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。

　　教学设计方案

　　热机的效率

　　课题热机的效率

　　重难点热机的效率及影响热机效率大小的主要因素，提高热机效率的方法和意义

　　教学过程设计

　　一、热机的效率

　　方法1、说明热机不能把燃料燃烧放出的热量全部利用，其中有一部分散失了，从而得出热机的效率，可以画饼图分析出热机效率的定义。教师提供资料，说明一些机械的效率，例如蒸汽机、汽油机、柴油机等的实际效率。

　　教材中有内燃机和火电站的能流图，学生观察内燃机能流图，思考哪些是做有用功的能量，哪些是散失的能量，对于火电站也可以思考哪些是用来做有用功的能量，哪些是损失的能量。

　　方法2、教师在介绍完热机的效率的基础上，让学生根据课本上的内燃机和火电站的能流图来画出饼图，从饼图中分析出哪些是用来做有用功的能量，哪些是损失的能量。

　　学生可以自行收集信息，说明一些机械的效率，并从中分析出内燃机的发展趋势，这种方法适用于教师要有宽广的知识面，并善于控制课堂。

　　二、热机效率的应用

　　教师提供资料，学生自主学习，学生分析和探究的参考问题有：如何提高热机的效率；热电站是怎样提高燃料的利用率的。

　　探究活动

　　实验探究：汽油机的效率

　　课题调查汽油机的效率

　　组织形式学生活动小组

　　活动流程提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。

　　参考方案调查汽油机的效率，并就其不合理的地方尽量提供建议。

　　备注：

　　1、写出探究过程报告。

　　2、发现新问题。

热机的效率教案5

　　教学要求

　　1．常识性了解什么是热机效率和提高热机效率的主要途径。

　　2．常识性了解内能的利用与环境保护，加强学生搞好环境保护、控制和消除污染的意识。

　　教学过程

　　(一)复习提问

　　1．什么叫热机？

　　2．多数汽油机是由哪四个冲程的不断循环来保证工作的？其中哪个冲程是燃气对活塞做功？

　　3．你能说出汽油机和柴油机在构造上、工作过程上的主要异同点吗？

　　(二)进行新课

　　问：什么叫机械效率？

　　教师：使用机械要讲究机械效率、热机也有一个效率的问题。什么是热机效率？如何提高热机的效率？是本节学习内容。

　　(板书)五、热机的效率

　　1．热机的效率

　　①什么叫热机效率？

　　提问：热机是利用燃料的燃烧、把化学能转化为内能、利用内能来做功的机器。燃料燃烧释放出的能量，能不能全部用来做有用功？

　　答：燃料燃烧放出的能量、并不能全部用来做有用功。相当一部分能量损失了。

　　看书，课文38页图3-13，解释内燃机的能流图。

　　答：在内燃机中，用来做有用功的能量只占燃料燃烧形成的燃气内能的一小部分，内能损失的途径是：燃料燃烧不完全损失小部分能量。高温废气和热机部件散热损失一部分内能。还有一部分能量消耗在热机工作时克服摩擦做功上。

　　教师；在热机里用来做有用功的那部分能量只占燃料完全燃烧放出能量的一部分。对比机械效率给出热机效率

　　(板书)热机效率：在热机里用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率。

　　②简介蒸汽机、汽油机、柴油机的效率。③问：你能看懂解释课本39页火电站的能流图吗？

　　教师：由以下问题引导学生讨论：火电站的三大组成部分。燃烧炉、热机和发电机中能的转化、能量损失途径。大部分能量损失在哪里？火电站输出电能占燃料化学能的.百分之几？④减少能源损失、提高热机效率的措施？f

　　教师组织引导学生在尽量使燃料充分燃烧，减少散热、利用高温废气和保证热机良好的润滑等方面讨论。

　　2．内能的利用和环境。

　　①学生自学课本39页本节课文。

　　②组织学生讨论以下问题。

　　大气污染的主要来源是什么？大气污染的危害是什么？解决大气污染的有效措施有哪些？结合本地市，我们学习和生活环境中环境保护中存在哪些问题。

　　教师小结并(板书)六、内能的利用和环境

　　(三)结合课本42页学到了什么，总结本章知识要点。

　　(四)作业

　　笔答课本42页学到了什么1—5各题。(刘崇灏)(人教版教材)

　　【评析】

　　类比机械效率来引入热机的效率的做法是合理的。讲清并使学生懂得提高热机效率的实际意义也是十分必要的。本教案在这方面都做得比较好，在时间允许的情况下，若能再适当介绍一些热机的发展简史以及内能的利用和环境保护问题等内容可能会更好些。

热机的效率教案6

　　一、热机是内能转化为机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机的产生和发展，推动了社会生产力的发展，促进人类文明的同时，也带来了环境污染的问题。这一节课，我们就来学习热机效率和环境的保护。

　　引入新课

　　认同所研究的问题

　　引入新课

　　二、热机的能量损失

　　1、提出问题，热机把燃料所蕴藏的化学能除了做有用功以外；同时还有哪些形式损失能量？

　　2、梳理总结，说出热机燃料释放能量的主要走向。

　　1、针对问题看书，热机燃料燃烧能量走向示意图。

　　2、归纳总结热机能量的损失

　　①燃料未完全燃烧

　　②废气排出带走能量

　　③克服磨擦，消耗能量

　　进行新课

　　三、热机效率

　　1、引出热机效率的概念，提出自学要求，看课本相关内容画出热机效率

　　2、组织学生讨论：如何提高热机效率

　　1、对着要求看书、自学，得热机效率概念

　　讨论交流，得结论

　　四、环境保护

　　1、热机给人类生活带来方便的同时，也带来什么问题，你觉得应怎样解决这些问题？

　　2、组织学生分组讨论、交流，并通过学生的.展示予以肯定。

　　1、按要求看书，对环境的污染有初步的认识

　　2、分组讨论交流，归纳环境污染的防治措施

　　引导学生参与讨论交流，促进学生主动学习，激发学生的环保意识。

　　五、由学生小结