热机的效率教学设计

这是热机的效率教学设计，是优秀的物理教案文章，供老师家长们参考学习。

热机的效率教学设计第 1 篇

教学目标

知识与技能

1.从能量转化的角度认识燃料的热值。

2.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

3.通过分析能量转化或转移的去向，理解热机效率。

情感、态度与价值观

1.通过热值的学习培养学生观察、分析问题的能力。

2.通过热机效率的学习，激发学生开发新技术、提高燃料利用率的意识。

3.通过阅读“STS”扩展学生的知识面。

重点难点

重点

1.燃料的热值。

2.热机效率。

难点

1.热值的相关计算。

2.热机效率。

教学方法

学生自学、讨论交流法。

教学过程

一、新课导入

思考问题：现在有两种燃料：干草和煤炭，要烧开一壶水，用哪种作燃料用量少一些?

分析引导：水烧开需要吸收的热量是相等的，而干草和煤炭用的量不同，这说明质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量是不同的，由此引出燃料的热值。

二、新课教学

1.燃料的热值。

（1)类比速度、密度定义的建立，得出热值的定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。

(2)由定义得出热值的公式q=Ω，单位：焦/干克

(J/kg)

(3)让学生读课本第23页“一些燃料的热值”表格，回答：酒精的热值是多少?并让学生解释其物理意义，了解“完全燃烧”四个字。

(4)燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算的要小，如用煤烧水，有效利用的只是被水吸收的热量，其余的热量都散失了。

学生思考：通常的锅炉，燃料的利用率比较低，为了节约能源，锅炉工会怎么做?

学生根据生活中的实际做法来讨论，然后得出有效使用燃料的途径：

(1)要让燃料尽可能充分燃烧。

（2）要减少热量的损失。

2.热机的效率。

(1)学生思考：内燃机中燃料完全燃烧放出的热量能否全部用来做功?

(2）学生讨论分析内燃机中的燃料释放出的能量的去向(如废气带去一部分热量，一部分热量消耗在散热上，还有一部分消耗在克服摩擦做功上)，只有一部分能量能够用于做功。

(3)引入热机的效率的概念：用于做功的那部分能量，与完全燃烧放出的热量比，叫做热机的效率。

η＝w有/Q放

组织学生讨论为什么7<1?如何提高炉子的效率。

3.燃料的有效利用

组织学生讨论：怎样提高燃料的利用率，减少环境污染?

三、课堂小结

1.热值及其单位。

2.有效利用原料的途径。

3.热值的相关计算。

板书设计

教学反思

本节课通过对热机的效率的学习，让学生了解到能源的低效率使用情况，在学习生活中认识到节约能源的必要性，增强学生们在生活中的节约能源意识。

热机的效率教学设计第 2 篇

　教学准备

　　教学目标

　　知识与技能

　　1、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

　　过程与方法

　　1、通过与机械效率的对比，了解热机的效率，感悟到效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值;

　　情感、态度与价值观 1、了解热机的使用对社会的贡献与带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。

　　教学重难点

　　【教学重点】建立热机效率的概念。

　　【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。

　　教学工具

　　多媒体

　　教学过程

　　一、复习引入

　　1.什么叫机械效率。

　　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。

　　3.在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了?

　　4.什么叫做热机的效率。

　　二、燃料的热值

　　1、某种燃料完全燃烧放出的能量(热量)与其质量之比，叫做这种燃料的热值(heat value)，热值用q表示。

　　2、单位：J/Kg 或 J/m

　　3、公式：Q = mq或：Q = Vq

　　其中：燃料完全燃烧释放的热量为Q、燃料的质量为：m、燃料的热值为q;那么V则应该是燃料的体积、此时燃料的热值仍然是q，可是此时因为体积单位为：m(米的立方)，则燃料热值此时单位为：J/m。

　　敬请同学们看教材23页的小资料一些燃料的热值。哪种燃料的热值最好，燃烧这些燃料在实际中是否能充分的利用而没有浪费掉?为此我们下面来学习热机的效率

　　三、热机的效率

　　1.交流讨论：热机里的能量转化。

　　利用24页的想想议议的图14.2-2在内燃机里，燃料燃烧释放的能量都到哪里去了? 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过程中损耗掉了。

　　由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。 即热机工作时的能量的损失

　　①燃料未完全燃烧

　　②废气排出带走能量

　　③克服磨擦，消耗能量(由于机械传动等要克服摩擦也要消耗能量) ④热机本身发热带走一部分能量。

　　2.热机的效率定义是：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。

　　即(1)热机的效率为：W有用

　　Q总100%，其中W有用指用来做有用功的能量，Q总指完全燃烧释放的能量。

　　看书P24一些热机的热机效率表，讨论这些热机中的能量转化情况。

　　(2)提高热机效率的主要途径：减少热机工作中的各种能量损失.

　　具体方法:首先要减少燃烧过程中的热量损失;其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失. 如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间;蒸汽类热机,常将煤研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些.

　　即提高热机效率的途径：

　　(1)燃料尽可能燃烧

　　(2)尽量减少各类热量的损失

　　(3)在热机的设计和制造上，采取先进技术

　　(4)使用时，注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。 各种热机的效率:蒸汽机:6﹪~15﹪;汽油机：20﹪~30﹪;柴油机：30﹪~40﹪;飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪

　　想想看：热机的效率能达到100 ﹪吗?为什么?

　　不能。

　　因为热机在工作过程中一定有能量损失

热机的效率教学设计第 3 篇

一、课标要求及分析《热机的效率》教学设计

　　从能量转化的角度认识燃料的热值，从能量的转化和转移的角度认识效率。 燃料在燃烧过程把化学能转化为内能，学生认识到不同燃料燃烧释放热的能力不同，就是热值不一样。内燃机中燃料燃烧产生的所有热量，有一些转化为了有用的机械能，一部分转化为无用的机械能，还有一大部分发生了内能的转移，以废气的形式损失。

　　二、教材分析

　　本节内容是人教版初中物理第十四章《内能的利用》的第二节《热机的效率》 是上一节内燃机知识的延续，通过本节课的学习，可以使学生认识到内燃机工作时，燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用，这样对内能的利用有一个更全面的认识。本节内容由“燃料的热值”和“热机的效率”两个部分组成。

　　三、学情分析

　　在八年级学习机械效率的基础上，学生对效率有了初步的认识，这就为这节课的学习打下了良好的基础；对本堂课的内容，学生需要了解如何提高热机的效率，这就为本节课打下了心理上的基础；但是，本节课的知识中有热值这一概念，学生理解起来会有一定的难度，这就需要教师的积极引导，通过生活的经验举例，学生更好的融入课堂

　　四、重难点

　　教学重点：燃料的热值和热机的效率。

　　教学难点：对热机效率的理解。

　　五、学习目标

　　1．知道热值定义、单位、物理意义

　　2．对热值、热机效率相关问题进行简单计算

　　六、教学流程

　　1．新课引入

　　通过一张蒸汽机车的图片以及上学期学习过的机械效率引入新课

　　教师：这张图片中的蒸汽机车现在还用不用了？为什么呢？

　　学生：不用了。污染环境，效率还低（由于冒黑烟）

　　教师：本节课研究热机的效率

　　2．给出学习目标

　　（1）知道燃料的热值、单位、物理意义

　　（2）对热值、热机效率相关问题进行简单计算

　　3．新课教学

　　教师：思考问题怎么样能获得内能

　　学生：做功、热传递，燃烧燃料化学能转化为内能

　　教师：根据生活经验，用干木柴或者蜂窝煤烧开一壶水，用的质量一样多么？ 学生：需要干木柴的质量更多

　　教师：为什么都是燃料，放热的能力不同，本节课的第一个内容，热值。带着问题阅读燃料的热值。课件展示4个问题。

　　学生：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。 教师：用一种比值定义和之前学过的比热容定义方式一样，q=Q放/m

　　学生：单位是J/kg，J/m3

　　教师：前者适用于固体、液体，后者适用于气体。能够推到出两个有关于放热的公式，根据定义变形Q放=mq，在根据气体热值的单位可知，Q放=Vq

　　学生：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量

　　教师：氢的热值1.4×108 J/kg物理意义是什么？

　　学生：一千克的氢完全燃烧释放1.4×108 J的热量

　　教师：根据小资料知道热值与燃料的种类有关，与燃料的质量，是否完全燃烧无关。

　　教师：为什么火箭里面的燃料用的是氢？通过小资料观察

　　学生：氢的热值比较高

　　教师：根据热值表，计算下10吨氢完全燃烧放出的热量？给学生时间并且辅导，提示容易错误的环节。

　　Q放 = m q = 1.0×104 kg ×1.4×108 J/kg

　　=1.4×1012 J

　　教师：注意做大题的3个主要步骤公式代数结果，要写单位，代数顺序不能写反。

　　教师：初三学过机械效率，只要是效率都用同一个符号η来表示能否记得机械效率的公式。用它来掌握热机的效率。

　　学生：η=有用功除以总功

　　教师：用煤烧水，煤能否完全燃烧呢？煤燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？请同学们思考。

　　学生：不能完全燃烧，会有一些剩下的煤没有燃烧，在生活中经常能发现。也不能完全被水吸收，烧水时周围的也很热，感觉到热气，热量应该是煤燃烧时候放出的热量。

　　教师：水吸收的才是有效率用的，只占据了燃料完全燃烧放出热量的一部分，热机效率也是类似的，内燃机内的燃料不能完全燃烧，损失了一部分能量，机械装置吸收了一部分能量，废气带走了一部分能量，机械摩擦也消耗了，一些能量，剩下的就是才是真正转化为对外做的有用功。而对外做的有用功才是真正有效利用上的。根据课件上的图片，加上教材的内容，得出热机的效率。

　　学生：有用的机械能与燃气内能的比。

　　教师：意思差不多。应该是用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的.能量之比，叫做热机的效率。

　　教师：观察投影的三幅图片，它们的发动机都是热机中的哪一种啊（蒸汽火车，卡车，小汽车），并观察他们的效率

　　学生：蒸汽机，柴油机，汽油机

　　教师：蒸汽机效率最低，现在基本不用，柴油机在这里面效率最高，但是也才打到百分之四十五，现在面临一个问题，如何提高热机的效率。是现实生活中需要解决的一个重要问题，请同学们阅读教材24页最后两个自然段，总结归纳出提高热机效率的方法。

　　学生：设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。设法利用废气的能量，废气带走的能量是最高的。燃料燃烧更充分一些提高燃料的利用率。

　　教师：总结一下，观看投影提高效率的途径（1）提高燃料利用率，使燃料

　　充分燃烧；（2）改进热机，减少各种能量损失；（3） 利用废气的能量。

　　习题：1．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 ()

　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比

　　B．燃料没燃烧时就没有热值

　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质

　　量及燃料燃烧放出的热量无关

　　D．容易燃烧的燃料热值一定大

　　教师：热值是燃料本身的一种属性，与燃料种类有关，与燃料质量燃料是否完全燃烧无关。选C

　　2．已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。

　　Q放 = qm=1.2×107 J/kg×0.7 kg = 8.4×106 J

　　Q放 = Q吸= 8.4×106 J

　　教师：与比热容有关系的一道综合问题，要注意的事项有哪些？

　　学生：做大题主要三步，公式、代数、结果。并且要注意数字后面的单位，代数时候的顺序，乘号不能写成点。

　　3.为了提高热机效率，可采取的措施是（ ）

　　A．采用热值高的燃料

　　B．降低热机功率

　　C．保证良好的润滑减少摩擦

　　D．以上措施都可以

　　教师：热机效率的定义用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，与热值高低没有直接关系，与热机的功率无关，记住提高热机效率的方式方法，从而可以选C

　　教师：请同学们总结一下，学习到了哪些内容？

　　学生：热值的定义，单位，公式，物理意义，热机的效率，提高热机效率的方法。

　　教师：1.燃料的热值及计算

　　2.热机的效率及计算

　　3.提高热机效率的方法

　　提高热机效率是现实生活中很重要的问题，希望我们同学能够去解决

　　这个问题。

　　七、板书设计

　　14.2热机的效率

热机的效率教学设计第 4 篇

教学目标

1．从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同；了解热机效率的含义；

2．燃料燃烧时能量的主要流向；

3．培养节约资源、增强环保的意识，从而激发改进技术，提高热机效率。

2学情分析 3重点难点

1．重点：运用热值的计算公式进行计算；

2．难点：如何提高机械效率，了解燃料的燃烧对环境的影响。

4教学过程 4.1第一学时 教学活动 活动1【导入】引入新课：

1．复习提问：什么是机械效率？

2．新课引入：热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。

活动2【讲授】讲授新课：

（一）燃料的热值：（ q ）

1．定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。

2．单位：J / kg 或 J / m3

3．公式：Q = q m 或 Q = q V

（二）热机的效率：

1．交流讨论：热机里的能量转化

利用24页的想想议议的图14.2-2在内燃机里，燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？

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过

程中损耗掉了。

由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

即热机工作时的能量的损失：

① 燃料未完全燃烧；

② 废气排出带走能量；

③ 克服磨擦，消耗能量（由于机械传动等要克服摩擦也要消耗能量）；

④ 热机本身发热带走一部分能量。

2．热机的效率定义是：

热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。即：

（1）热机的效率为：h = W有用 / Q总×100%

其中W有用 指用来做有用功的能量，Q总 指完全燃烧释放的能量。

看书P24一些热机的热机效率表，讨论这些热机中的能量转化情况。

（2）提高热机效率的主要途径：减少热机工作中的各种能量损失

具体方法：

首先要减少燃烧过程中的热量损失；

其次是要尽量简化机械传动部分；

并选用优良的润滑材料减小摩擦，以减少机械损失。

如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间；蒸汽类热机，常将煤研磨成粉状，用风

吹入锅炉内燃烧。

这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些。即提高热机效率的途径：

① 燃料尽可能燃烧；

② 尽量减少各类热量的损失；

③ 在热机的设计和制造上，采取先进技术；

④ 使用时，注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。

各种热机的效率：

蒸汽机：6 ﹪~ 15 ﹪； 汽油机：20 ﹪~ 30 ﹪；

柴油机：30 ﹪~ 40 ﹪； 飞机上的喷气式发动机：50 ﹪~ 60 ﹪

想想看：热机的效率能达到100 ﹪吗？为什么？

活动3【讲授】课堂小结：

1．热值的定义、单位及计算公式；

2．热机的效率。

活动4【讲授】板书设计：

§14.2 热机的效率

一、燃料的热值：

1．定义：燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比

2．单位：J / kg 或 J / m3

3．公式：Q = q m 或 Q = q V

二、热机的效率：

1．定义：

2．效率低的原因：

3．如何提高效率：