《3.热机效率》教案1

3.热机效率教案一、教学目标（一）知识与技能1、机械效率是指什么。2、知道什么是燃料的热值。3、知道热值是物质本身的一种特性。（二）过程与方法通过探究实验，知道不同的燃料完全燃烧时放出的热量是不同的，并根据热值的定义推导。（三）情感态度与价值观经历燃烧燃料释放热量的分配的过程,感受到转化为机械能的内能只是一部分,形成正确的世界观。二、教学难点理解环境污染与热机使用的关系;热机效率的运用。三、教学重点热值概念的理解。四、教学用具铁架台，温度计，烧杯，水，燃烧皿，天平五、教学过程（一）引入新课人类在原始社会就知道燃料薪来取暖，烧饭。在现代社会，人类所用的能量很大的一部分依然是燃料的燃烧中获得。请哪一位同学回答，根据你的经验，相同的质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是不是相同？学生：不相同 因为他们的放出的热量不同。师：燃烧相同的质量的不同燃料，放出的热量是不同的。我们把莫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。热值在数值上等于1kg莫种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位由燃料的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中，燃料的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克符号是j/kg。我们根据燃料的热值来计算有些燃料的热值（二）进行新课1、热机的效率燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的燃料又比放出的热量要小。比如用煤烧水，有效利用的热量只是被吸收的热量。高温的烟气带走了相当一部分热量，还有一部分热量直接散失掉了。师：那我们用什么养的方法来提高燃料的利用率？生：比如我们在取暖用的小型锅炉。一等要把煤磨成煤粉或煤粒，从而加大氧气的接触面积，在空气吹进炉膛就会燃烧的很充分，从而提高燃料的利用率老师：内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料的燃烧释放的能量都到拿了去了？学生：不会完成燃烧的，因为大部分热量烟气带走的。老师：一辆汽车从身旁驶过，有时根据人的嗅觉就能知道它的发动机是汽油机还是柴油机。这是为什么？学生：因为它们排出的气体的味道不同。教师：说得很对。但你们想过没有，排出的气体中仍有汽油或柴油味这说明了什么？学生：说明汽油或柴油并未完全燃烧教师：既然燃料没有完全燃烧，就说明有一部分能量被白白地损失掉了（1）热机的能量损失1）燃料未能完全燃烧教师：再想想，除此之外还有些什么损失？学生：排出的气体中还具有内能。教师：有人曾用汽车的尾气加热饭菜就说明了这一点。除此之外，气缸壁等也会传走一部分内能。2）废气和散热带走一部分内能。热机的效率由于以上原因，真正用来做有用功的能量只占燃烧燃料所能提供能量的一部分。所占比例的大小，也就成了热机性能的标志。为此，我们再介绍一个新的概念：热机的效率：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，叫做热机的效率热机是人类使用的主要动力机。尽管它的效率还不高。我们仍然离不了它，蒸汽机的效率很低，只有6%-15%。内燃机中，燃料是气缸内不燃烧的，而且燃料与空气混合充分，燃烧的比较完成，所以内燃机的效率比蒸汽机的高。汽油机的效率为20%-30%，柴油机的效率为30%-45%。2、改变时世界的热机热机的效率是热机性能的重要指标。热机效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更小的燃料，从而节约能源，减小污染。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减小各种能量损失，提高效率，如何提高热机的效率让燃料尽可能充分燃烧。减小各部分之间的摩擦。教师：让其尽可能完全燃烧，可通过改善燃烧环境，调节油、气比例等来实现。为了减小摩擦需要经常保养机器，适当调节各零部件间间隙，并注意保持润滑等。另外还应下决心关停一些冒黑烟、耗能大的热机，以提高热机的整体水平。提高热机的效率，并非易事，需要解决的问题还很多，甚至每前进一步都要付出艰苦的努力，不过我们相信，随着科学技术的飞速发展，以及新能源的不断开发，热机的性能一定会得到较大提高。我们也期待着现在的青年中能涌现出更多瓦特式的人才，为人类研制出更新更好的热机，燃料的利用率大大提高。3、地球就在我们手中保护环境，减小污染措施。（1）改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。（2）提高内能的综合利用率。把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。（3）充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）