局二中2013——2014学年第一学期九年级物理导学案组长班级姓名
课题§14-2《热机的效率》导学案我的疑问⑥热机工作时,用来做____________的那部分能量与__________________之比叫热机的效率。
⑦在我们常用的热机中___________机的效率最高。
【课堂探究案】
Ⅰ、学始于疑
1、生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水?热量从何而来?
2、从预习中,你知道了汽油机的效率一般是多少?为什么这么低?如何提高内燃机的效率?
Ⅱ、合作探究
探究一:燃料的热值及计算
1、①烟煤的热值约为2.9×107J/Kg,那么完全燃烧20Kg烟煤所放出的热量是多少焦耳?
②如果燃料的热值用q表示,那么质量为m千克的某种燃料完全燃烧所释放的热量Q该如何表示呢?
2、某家庭需要将50Kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水,他们利用煤气灶烧水,需燃烧0.8Kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/Kg,水的比热容
c=4.2×103J/(Kg℃)。求:
(1)50Kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量;
(2)完全燃烧0.8Kg煤气放出的热量。
(3)煤气灶烧水的效率。
【当堂检测】
1、下面对内燃机的有关叙述,错误的是()
A、内燃机是内能转化为机械能的装置B、内燃机用水冷却是因为水的比热容大
C、内燃机所产生的噪音,可以被机上的消音器完全吸收
D、内燃机靠产生的高温高压气体做功
2、两台汽油机,甲的效率为30%,乙的效率为25%,这两个数据表示().
A.甲机做的功比乙机多B.甲机的功率比乙机的大
C.在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多
D.在消耗相同汽油时,甲机做的有用功比乙机的多
3、下列措施中不能提高热机效率的是()
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、关于燃料和热值,以下说法中正确的是()
A、燃料的热值与燃料的质量无关B、容易燃烧的燃料热值一定大
C、煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D、为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料
5、煤油的热值为4.6×107J/kg,100g煤油完全燃烧可以放出多少热量?
6、在一次某新型号的汽车测试中,让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8Km,受到的阻力是3.0×103N,消耗汽油1.2Kg(假设汽油完全燃烧)。汽油的热值为q=4×107J/kg,求:
(1)在测试中,汽车牵引力所做的功W;
(2)该型号汽车的热机效率η。
【学习目标】
1、知道燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化。
2、知道什么是燃料的热值。
3、会计算燃料完全燃烧时放出的热量。
4、知道热机效率,能说出提高机械效率采取的措施。。
【课前预习案】
使用说明学法指导:1先通读教材,勾画出本节内容的基本知识点:燃料的热值,燃料完全燃烧时放出热量的计算方法,热机的效率的意义。再完成教材助读设置的问题,依据发现的问题,然后再读教材或查阅资料,解决问题。2.预习案完成时间15分钟。
Ⅰ.知识准备
1.我们把___________跟______________的比值叫机械效率。用公式表示为
η=___________.
2.热量是指在过程中物体改变的多少。物体吸收热量,增加,放出热量,减少。热量通常用符号表示,国际单位制中热量的单位是。
Ⅱ.教材助读
1、燃料的热值
①、1、燃料的种类:燃料、燃料、燃料。
②、相同质量的不同燃料,在完全燃烧时放出的热量是的。(选填“相同”或“不同”)
③、在物理学中,把叫做这种燃料的热值。热值的单位是,符号是_________。
④、阅读常见燃料的热值表,你的发现是。
氢气的热值是1.4×108J/m3,它表示的物理意义是。
2、热机的效率
⑤在通常情况下,我们对燃料的利用率比较低,造成能量损失的主要原因有_________、____________________________。
探究二:热机的效率
1、阅读p24页最后三自然段。讨论并完成内燃机能量流向图。
2、由上面的内燃机的能量流向图,小组讨论,试提出三条提高热机效率的途径。
【我的收获】反思静悟,体验成功
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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.又详细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详细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,要注意让学生细致的分析问题,养成缜密的思维形式.注意联系实际的教学,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.
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第三节热机效率
学习目标
1.了解热机的效率概念,了解不同热机的效率值
2.了解情况热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响
3.通过与机械效率对比,进一步体会效率概念,感悟效率是评价投入、产出比的基本方法。
课前学习
一、复习回顾
1.叫机械效率。
2.内燃机是将能转化成能。内燃机一个工作循环的四个冲程依次为冲程、冲程、冲程和冲程。
二、尝试学习
1.在内燃机里,燃料释放的能量都到哪里去了?
2.叫做热机的效率。
课堂学习
一、热机效率
1.交流讨论:热机里的能量转化。
结合图2-3-2,在内燃机里,燃料释放的能量流向哪些?
2.热机的效率定义是。看书P27一些热机的热机效率表,讨论这些热机中的能量转化情况。
二、改变世界的热机
看书P27第一、二自然段,说一说热机的发展过程。
三、热机的使用对环境的影响
1.阅读P28的地球在我们手中,
燃料燃烧生成有害气体二氧化硫、及大量的、等,排放到大气中,污染大气。危害人体,而热机排出的气体引起温室效应。
汽油和柴油的燃烧,不仅产生了大量氮氧化物、、和铅,汽车内燃机的废气和冷却水还
我们既要有效地能源,又要很好地和污染,为人类创造一个更加美好的环境。
当堂检测
1.为了节约能源,需提高热机的效率,下列措施中不能提高热机效率的是()
A.尽量使燃料充分燃烧B.尽量增加热机的使用时间
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
2.下列供热方式,最有利于环境保护的是()
A.用煤做燃料供热B.用石油做燃料供热
C.用天然气或煤气做燃料供热D.用太阳能供热
3.关于热机,下列说法错误的是()
A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C.柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大
D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
4.下列关于热机和环境保护的说法中正确的是()
A.热机的大量使用会造成环境污染B.所有的热机都是用汽油作燃料
C.汽车排出的尾气都是有毒气体D.热机所产生的噪声,可以被热机上的消声器完全消除
5.一台单缸四冲程柴油机,飞轮转速为3600转/分,该柴油机活塞1s对外做功次。若其效率为40%,消耗5kg的柴油转化成的机械能是J。(q柴油=4.3×107J/kg)
6.天然气在我市广泛使用,已知天然气的热值为4×107J/m3,完全燃烧0.05m3天然气可以放出多少J的热量?这些热量若只有42%被水吸收,则可以使常温下5kg的水温度上升多少℃。
7.一辆汽车的发动机输出功率为66150W,每小时耗柴油14Kg,计算发动机的效率?(柴油的燃烧值为4.3×107J/Kg)
8.泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中,在一段平直的公路上匀速行驶5.6km,受到的阻力是3.0×103N,消耗燃油1.5×10-3m3(假设燃油完全燃烧)。若燃油的密度ρ=0.8×103kg/m3,热值q=4×107J/kg,求:
(1)专用车牵引力所做的功?
(2)已知热机效率η=W/Q(式中W为热机在某段时间内对外所做的功,Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量),则该专用车的热机效率是多少?
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存在的问题与疑惑
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