初中三年级上学期物理《热机的效率》教学设计.docxVIP

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2024-09-12 发布于重庆
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初中三年级上学期物理《热机的效率》教学设计.docx

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教学设计

课题

热机的效率

授课班级

授课教师

授课时间

教学目标

1、了解什么是燃料的热值。

2、正确计算燃料完全燃烧时放出热量。

3、知道如何提高热机的效率，有节能环保意识。

教学重点

燃料的热值、热机的效率

教学难点

对热机的效率的理解

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

【创设情境引出燃料概念】

首先，我们来复习一下。什么样的机械叫热机？那用来做功的内能从何而来？

从原始人学会用火，到我们现在的烧水做饭，以及现代科技的汽车、飞机和火箭都离不开燃料的使用。人类获得的能量，绝大部分仍是通过燃烧燃料获得的，下面我们一起来了解一下燃料。

我们把能够燃烧并放出热量的物质叫做燃料。大致分三类，固体燃料、液体燃料、气体燃料。燃烧时是将化学能转化为内能的过程。人类对燃料的认识和使用大致经历了怎样的历程？

学生回答问题：

是利用内能来工作的机械叫热机。

是燃料燃烧释放出来的。

人类对燃料的认识和使用大致经历了植物秸秆、木柴、煤炭、石油衍生品、汽油、煤油、柴油、液化气、以及天然气这样的历程。

根据学生切身体会设置疑问，调动学习积极性。

【设计实验对比数据】

在现代都市，我们很难见到人们烧干木柴取暖和做饭，这是为什么呢？除了环保方面的原因，和燃料自身的什么原因有关吗？同学们想一想，用质量相同的酒精和干木柴分别给两杯完全相同的水加热，水升高的温度相同吗？通过实验数据，我们来比较一下。燃烧相同质量的酒精和干木柴，比较它们放出热量多少。首先，用电子秤称出质量相同的酒精和干木柴。然后用电子秤各取质量为200克的水。在相同的环境中，用干木柴和酒精给水加热。用温度计测出水的的末温。

从实验数据中我们看到，5克酒精完全燃烧使水的温度升高了60摄氏度，5克干木柴完全燃烧时，水的温度升高了40摄氏度。实验结论，用质量相同的酒精和干木柴分别给两杯完全相同的水加热。水升高的温度不同，酒精加热的水升高的温度多。这也间接说明，在相同的环境中，酒精和干木柴相比，燃烧酒精放出的热量多。

物理学最生动、最鲜活的部分就是联系生活、生产和自然现象。

学生分析实验数据，得出结论。培养的学习分析归纳能力。

【理解热值】

为了比较燃料的特性，我们引入了热值这一物理量。

热值的定义是，某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做这种燃料的热值。完全燃烧是指，燃料燃烧后完全变成不可燃烧物的过程。公式，小q等于大Q比小m，这里大Q是燃料完全燃烧放出的热量，小m是燃料的质量，小q是热值。单位是焦每千克。热值是燃料的特性，每种燃料都有自己的热值。

我们一起来看教材23页的小资料，一些燃料的热值。浏览整个热值表，我们看到表中列出了一些固体、液体和气体的热值。你有什么发现？

同学们都知道，汽车大多用的是汽油作为燃料，而火箭用的却是氢作为燃料，这是为什么呢？

随着科学技术的进步，我们燃料的使用也在不断发展。我们在家中烧水做饭，从原来的干木柴到现在的煤气。不仅有利于环境。还减少了燃料的浪费。给我们生活带来了极大的便利。煤气的热值约三点九乘十的七次方每立方米。它的物理意义是，表示每立方米的煤气完全燃烧，所放出的热量约为三点九乘十的七次方焦耳。那么如果我们家中用煤气灶，把质量为五千克的水从室温加热到一百摄氏度，会消耗多少煤气呢？

其中氢的热值最大，干木柴的热值最小。以及最后两个气体燃料的热值的单位，不是焦每千克，而是焦每立方米。在进行相关计算时，要注意这些变化。

同时我们还观察到酒精的热值比干木柴大。这也间接说明了我们刚才的实验的结论是可信的。

干木柴的热值约一点二乘十的七次方焦每千克。其物理意义是，表示一千克的干木柴完全燃烧所放出的热量约为一点二乘十的七次方焦耳。

因为氢的热值很大，是一点四乘十的八次方焦，每千克。在获得同样热量时，燃烧氢的质量和体积都更小。

学生实际测算。首先，观察煤气表的示数。再加上之前用温度计测出水的初温为二十摄氏度。开始加热，我们再来观察煤气表的示数，发现示数正在变化，说明正在消耗煤气。当温度达到一百摄氏度时，我们停止加热，再来观察煤气表的示数。

通过问题设置，让学生思考热值的含义。

观察教材小资料，让他们分析、思考,发现规律,掌握知识,再运用这些物理知识分析解决实际问题,从而实现“从生活走向物理,从物理走向社会”的课程理念。

加强学生对本课重点内容的理解和掌握。

【炉子烧水效率和热机效率】

这些煤气能放出多少热量？它们都被水吸收了吗？下面我们通过计算来回答这个问题。

先来算一下煤气放出的热量？公式代入公式，结果为5.811x106焦耳。再来计算一下水吸收的热量是多少?公式代入，结果为1.68x106焦耳。我们发现水吸收的热量远远小于燃料燃烧放出的热量。这些热量去哪了呢?烧水时，水为什么不能吸收煤气燃烧放出的全部热?

那么水吸收的热量在煤气放出热量的比例有多大