教科版九年级物理热机效率导学案

《第三节《第三节热机效率》导学案热机效率》导学案【教材解读】【教材解读】本节教材详细分析了汽车内燃机的能量流向图，说明了其中损失的能量流向，以及有用功在汽车运行中的分配。教材中先引导学生思考热机的效率指的是什么，而后讲解了热机的效率，并指出了蒸汽机的效率很低，内燃机的效率较高。然后又详细地介绍了热机的发展历程及应用，热机对生态环境的影响。本节是在前面学过的热机和内燃机基础上进行的教学，是对前面知识的深化。教材联系实际情况，分析了提高热机效率的方法，人们开阔思路利用损失的能量用于其他地方，达到了既节省能源又使废物再利用改善环境的目的。【教学目标】【教学目标】知识与技能 ①从生活中体会热机改变着我们的世界； ②常识性了解热机的效率及提高热机效率的途径。过程与方法 ①通过讲解汽车内燃机的能量流向图了解燃料燃烧时能量的主要流向； ②通过了解一些热机的效率进一步感悟热机效率的概念。情感、态度与价值观 ①通过了解热机给生态环境带来的污染，增强环保意识； ②培养形成正确的科学观。【重点难点】【重点难点】重点：重点：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。难点：难点：提高热机效率的途径。【教学建议】【教学建议】本节内容建议用学生实验探究和自主学习相结合的方法进行教学。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象，提高学生的观察能力、分析能力。本节的一个较大特点是紧密联系实际，考查了能量在具体过程中的损耗，要注意让学生细致地分析问题，养成缜密的思维形式。注意联系实际教学，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。第 1 页共 6 页【学习要点】【学习要点】学点学点 1 1：热机效率：热机效率（1）阅读教材 P29“热机效率”的内容，参照如图2－3－1 所示的汽油机的能量流向。思考：思考：问题问题 1 1：：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机的效率。问题问题 2 2：：热机的效率总小于（选填“大于”或“小于”）1。（2）观察如图 2－3－2 所示的汽车发动机的能量分配图。思考：思考：问题：问题：汽车发动机的效率  E 4（用图中的符号表示）。 E 1 （3）一些热机的效率如下表所示，根据表中的数据分析：第 2 页共 6 页一些热机的热机效率蒸汽机蒸汽轮机燃气轮机柴油机汽油机思考：思考：问题问题 1 1：：一般情况下柴油机的效率比汽油机高。问题问题 2 2：：表中数据显示出热机的效率普遍偏低，主要原因有：① 废气带走大量的热； ②热机部件间的摩擦大，克服摩擦做功。学点学点 2 2：热机的使用和环境保护：热机的使用和环境保护阅读教材 P30-P31 的内容，并结合“图 2－3－2 汽车内燃机的能量流向”分析。思考：思考：问题问题 1 1：：提高热机效率的途径有： ①尽量减少各种热损失。 ②尽可能使燃料充分燃烧。 ③保持良好的润滑，减少克服摩擦做功损失的能量。 ④在设计和制造上采用先进技术。问题问题 2 2：：内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明。但在使用内燃机的同时又给人们带来了污染，这主要是指大气污染和噪声污染。【例题精讲】【例题精讲】例例 1.1.甲柴油机的效率比乙柴油机的效率低，这表明（） A.甲的功率比乙小 B.甲做的功比乙少 C.甲消耗的柴油多 D.甲柴油机内能转化成机械能的百分比小思路点拨：思路点拨：根据热机效率的定义可知，是用来做有用功的那部分能量，即转化成机械能的那部分能量，占燃料完全燃烧所有放出的能量（及内能）的百分比小，所以D 项对；热机效率与功率、做功多少、耗油多少缺少条件，没法确定，故A、B、C 错。答案：D。例例 2.2.生活中，减少利用内能时对大气造成污染的下列措施，正确的是（） 4%-8% 25%-30% 50%-60% 34%-45% 26%-40% 第 3 页共 6 页 A.在城市普用煤气及天然气做燃料 B.改进燃料设备，使燃料充分燃烧 C.加装消烟除尘装置 D.采用集体供暖思路点拨：思路点拨：从环境保护的角度来看，可改造燃烧设备，提高内能综合利用，充分开发、利用污染小的或无污染的能源（如太阳能等）都可以，故以上A、B、C、D 都正确。答案：ABCD。【尝试练习】【尝试练习】 1.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 2.热机效率的高低，决定于（） A.热机功率的大小，功率大，效率高 B.热机的燃料的热值大的放出热量多、效率高 C.热机对燃料的利用率。利用率高的热量损失少，效率高 D.热机做功本领。做功本领大的效率就一定高 3.要提高热机的效率，下列哪种做法在理论上是正确的（） A.尽量保持机件之间的良好润滑 B.尽量减少机器的散热损失 C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量减少曲轴供给飞轮的机械能 4.如图所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于（） A. E 1 ×100% E 4 E 4 ×100% E 1 E 3  E 4 ×100% E 1 E 4 ×l00% E 1  E 2  E 3  E 4  E 5 8 B. C. D. 第 4 题 5.一台柴油机有Mkg 柴油完全燃烧时放出7.5×10 J 的热量，要损失 4.5×10 J 的能量，可知该柴油机的效率是（）第 4 页共 6 页 8 A.30% B.40% C.48% D.60% 6.用燃气灶烧水，燃烧 0.5 kg 的煤气，使 50 kg 的水从 20℃升高到 70℃。已知水的比热容为 4.2×10 J/（kg·℃），煤气的热值为4．2×10 J/kg。求：（1）0.5 kg 煤气完全燃烧放出的热量。（2）水吸收的热量。（3）燃气灶烧水的效率。 7.（选做题）做同样的功，甲柴油机做功3 h，消耗掉 2 kg柴油；乙柴油机用 2 h消耗掉 3 kg 柴油，下列说法中正确的是（） A.甲的功率大，效率高 B.甲的功率大，效率低 C.乙的功率大，效率高 D.乙的功率大，效率低第 5 页共 6 页 37 【尝试练习】参考答案【尝试练习】参考答案 1. C 2. C 3. ABC 4. B 5. B 6.（1）0.5 kg 煤气完全燃烧放出的热量： Q 放＝mq＝0.5kg×4.2×10 7 J/kg＝2.1×10 7 J。（2）水吸收的热量： 7 Q 吸＝c水 m 水（t－t0）＝4.2×10 3J/（kg·℃）×50 kg×（70℃－20℃）＝1.05×1