热机效率和环境保护

　　【教学目标】

　　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。

　　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。

　　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。

　　【教学准备】

　　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。

　　【教学方法】

　　启发式教学法，自学讨论法，设疑教学法，类比教学法。

　　【教学过程】

　　一、新课引入。

　　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？今天我将和大家一道共同来学习“第四节　热机效率和环境保护”。（出示课题）

　　二、新课学习：

　　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）。

　　4、（由此）引导学生给热值下定义。

　　（一）、燃料的热值

　　①定义：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。（出示板书）。单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m3。

　　②［思考］：给热值下定义时你认为应该注意哪些？（一是质量必须是单位质量1千克，这就保证了质量相同；二是必须完全燃烧）

　　③［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。

　　④学生查热值表，并表述木柴、液化气热值的物理意义。

　　5、引导学生推导热值的计算公式。

　　由热值的定义我们知道：

　　1　kg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？

　　学生回答：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？

　　6、例题：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。

　　7、［学生估算］：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，而实际需要的干木柴、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。

　　1、［引语］：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。