14章第四节热机效率和环境保护
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《热机效率和环境保护》教学设计一、教学目标1、知识与技能目标(1)理解热机效率的概念,知道热机工作时燃料燃烧能量的主要流向。
(2)了解提高热机效率的方法和途径。
(3)认识热机使用对环境的影响,了解环境保护的重要性。
2、过程与方法目标(1)通过对热机效率的分析和计算,培养学生的逻辑思维能力和数据处理能力。
(2)通过对热机使用与环境保护关系的讨论,培养学生的合作交流能力和综合分析问题的能力。
3、情感态度与价值观目标(1)通过对热机效率的学习,使学生认识到提高能源利用效率的重要性,培养学生节约能源的意识。
(2)通过对热机使用对环境影响的认识,增强学生的环境保护意识,激发学生对社会可持续发展的关注和责任感。
二、教学重难点1、教学重点(1)热机效率的概念和计算。
(2)提高热机效率的方法。
(3)热机使用对环境的影响。
2、教学难点(1)对热机效率概念的理解。
(2)分析影响热机效率的因素。
三、教学方法讲授法、讨论法、实验法、多媒体辅助教学法四、教学过程1、导入新课通过展示汽车、火车、飞机等交通工具的图片或视频,引导学生思考这些交通工具的动力来源,从而引出热机的概念。
提问学生:“你们知道热机是如何工作的吗?热机在工作过程中能量是如何转化的?”激发学生的学习兴趣,引入本节课的主题——热机效率和环境保护。
2、新课讲授(1)热机的效率①介绍热机的工作原理,以汽油机为例,讲解燃料燃烧产生的内能如何转化为机械能。
②给出热机效率的定义:热机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。
③引导学生分析热机工作时能量的流向,包括燃料燃烧释放的能量中,一部分用来做有用功,一部分通过废气带走,一部分被热机部件吸收而散失等。
④进行热机效率的计算例题讲解,让学生掌握热机效率的计算方法。
(2)提高热机效率的方法①组织学生讨论影响热机效率的因素,如燃料燃烧是否充分、热机部件之间的摩擦、废气带走的能量等。
②结合讨论结果,总结提高热机效率的方法,如使燃料充分燃烧、减少热机部件之间的摩擦、改进热机的结构、使用热值高的燃料等。
热学计算专题复习教学设计【整体设计思路】由于本轮复习是架建于第一轮基础知识点复习上的一项专题复习,将遵义中考中易出现的热学计算部分考试形式进行一个系统的梳理及归纳。
在这部分我将按照:知识构架→例题练习→学生讲解→方法归纳,四个层次进行:知识构架:构建框架,将热学计算的各种方式构建出来,以备后面归纳。
例题练习:由基础题型出发准备6个有关热学的计算题。
学生讲解:让学生上来对6个题目进行讲解。
方法归纳:在学生对题目的分析过程中完成知识构架。
【教学背景分析】教材分析:根据遵义中考考纲实施意见:1、了解内能和热量。
从能量转化的角度认识燃料的热值。
2、了解比热容,能计算物体吸放热。
3、从能量的转化和转移的角度认识效率。
针对性的进行例题练习,并归纳总结有关热学的所有计算方法。
学情分析:对于经过了第一轮复习的学生来说对系统知识和解题方法都有基础,这次的复习是将所有的热学题型进行系统的归纳,让学生自己练习,自己讲解为主,老师将计算的方法进行系统的归纳。
【教学目标】一、知识目标:1、能够通过简单的吸放热的计算区分m与V。
2、能够计算太阳能辐射热的题目并归纳方法。
3、能够从热学出发结合电学、做功的热学计算,以及能量转换或转移的效率。
二、能力目标:让学生通过自己练、自己讲的方式进行复习,以期达到强化作用,并能培养其他学生发现问题,解决问题的能力。
三、情感态度与价值观:对于燃料燃烧造成的环境污染,以及太阳能的应用,培养学生的环保意识。
【教学重难点】重点:热学的计算,区分m与V。
难点:电热、力热、太阳能热的综合计算。
【教学方法】讨论法、讲授法、归纳法【教学课时】一课时【教学过程】教学环节教师活动学生活动设计意图引入新课对近四年的遵义中考进行分析。
让学生知道中考考什么,我们为什么要对这部分进行专项复习。
新课教学一、关于吸热与放热的计算展示热学部分思维导图,给学生归纳吸热的计算公式tcm∆=吸Q,燃料燃烧放热的计算公式qmq VQQ==放放或,以及吸、放热之间的关系:热平衡(不计热损失)放吸QQ=,热效率100%QQη放吸⨯=。
热机效率与环境保护热机效率是指热机将热能转化为机械能的程度,衡量了热机能源利用的高低程度。
而环境保护则是指保护和改善自然环境,减少对环境的破坏。
热机效率与环境保护之间存在紧密的联系和相互影响。
本文将探讨热机效率与环境保护的关系,分析如何提高热机效率以促进环境保护。
一、热机效率的意义与计算方法热机效率是评价热机性能的重要指标,对于节能和减排具有重要意义。
热机效率通常用热机输出功与燃料燃烧热的比值来表示。
计算公式如下:热机效率 = 机械输出功 / 燃料燃烧热提高热机效率可以最大限度地利用能源,减少能源的浪费,达到节能减排的目的。
二、热机效率与环境保护的关系(1)减少能源消耗通过提高热机效率,可以减少对能源的消耗。
热机在能量转换过程中存在能量损失,遗散热等问题。
而提高热机效率可以减少这些能量损失,使燃料的利用率更高。
这样不仅可以降低燃料的消耗量,减少资源浪费,还能减少对环境的污染。
(2)降低尾气排放提高热机效率可以减少燃烧排放物的生成。
在燃料燃烧过程中,如果热机效率较低,燃料无法完全燃烧,会产生大量的尾气排放物,如二氧化碳、氮氧化物、硫化物等。
而高效率的热机能够更充分地燃烧燃料,减少排放物的生成,对环境造成的污染更小。
(3)降低温室气体排放温室气体的排放是导致全球气候变化的主要原因之一。
而燃烧过程中释放的二氧化碳是主要的温室气体之一。
提高热机效率可以减少燃料的消耗,从而减少温室气体的排放。
这对于减缓气候变化、保护环境具有重要意义。
三、提高热机效率的方法(1)优化设计通过对热机结构和工艺流程进行优化设计,可以提高热机效率。
例如,采用先进的轴承技术和摩擦减少技术,降低摩擦损失;采用节能材料和隔热材料,减少散热损失等。
(2)热能回收利用在热机工作过程中,会产生大量的废热。
通过热能回收利用的方式,可以将废热重新利用,提高热机效率。
常见的热能回收利用技术包括余热锅炉、余热发电等。
(3)推广清洁能源在能源选择上,应优先选择清洁能源,如太阳能、风能等。
热机效率和环境保护-沪科版九年级全一册教案一、知识目标1.了解热机的基本工作原理和分类;2.掌握热机效率的概念和计算;3.了解热机对环境的影响;4.意识到保护环境的重要性。
二、能力目标1.观察和分析热机的基本实验现象;2.运用公式计算热机的效率;3.分析热机对环境产生的影响;4.思考如何保护环境。
三、教学重难点1.热机效率的概念、计算方法;2.热机对环境产生的影响;3.环境保护思想的引导。
四、教学过程1. 导入(10分钟)•通过课件或图纸呈现热机、汽车、飞机等相关图片,引导学生讨论这些设备与热机有什么关系;•让学生从图片中找出热机,简单了解热机的结构、原理、分类。
2. 热机效率的概念(20分钟)•通过实际例子或电子板书引导学生理解热机效率的概念和计算方法;•提问:什么是热机效率?如何计算热机效率?为什么要计算热机效率?3. 热机效率的实验演示(30分钟)•展示热机效率的实验器材,让学生观察实验过程;•分组进行实验,记录实验数据;•分享实验数据,用公式计算热机效率。
4. 热机对环境的影响(20分钟)•引导学生思考热机对环境的影响,包括噪声、空气质量、温度等;•分析环保与热机的矛盾,讨论保护环境需要哪些应对措施。
5. 环境保护知识(20分钟)•通过PPT、视频、图片讲解环保相关知识;•引导学生从身边的小事做起,积极参与环保活动,倡导低碳生活。
6. 总结(10分钟)•回顾本节课的知识点,清晰掌握热机效率和环境保护的相关概念;•强调保护环境的重要性,鼓励学生从小事做起,乐观向上地面对未来。
五、教学资源•电子板书、课件、实验器材等。
六、总结本节课通过引入实际生活中的热机以及环境保护的知识,引导学生深入理解热机效率和热机对环境的影响。
同时,通过实验演示、思考、小组合作探究等多种教学方式,激发了学生学习的兴趣和积极性,更好地融合了课程内容和生活实践。
热机效率与环境保护热机效率是评估能源利用效率的重要指标,而环境保护则是人类社会发展的必然要求。
本文将探讨热机效率与环境保护之间的关系,并探讨如何通过提高热机效率来实现环境保护的目标。
一、热机效率的定义与计算热机效率是指能够将热能转化为机械能的比例,常用符号为η。
一般来说,热机的效率越高,能源利用效率就越高,能源消耗量就越低。
热机效率的计算公式如下:η = W/Q_hot其中,W表示所获得的机械能,Q_hot表示从热源吸收的热能。
根据这个公式可以看出,提高热机效率的关键是提高机械能的输出和降低热能的消耗。
二、热机效率与环境保护的关系燃煤、石油等传统能源的使用对环境造成了严重的污染和破坏。
提高热机效率可以减少能源的消耗,从而降低对环境的影响。
具体表现在以下几个方面:1. 减少温室气体排放热机的高效率意味着同样的机械输出所需要的热能会减少,从而减少了燃烧过程中产生的温室气体的排放量。
温室气体是导致全球气候变暖的主要原因之一,通过提高热机效率,可以减轻全球变暖的速度。
2. 节约能源资源能源是社会发展不可或缺的资源之一,节约能源是推动可持续发展的重要措施。
提高热机效率可以减少对能源的消耗,从而实现能源资源的高效利用。
3. 减少大气污染物的排放燃烧过程中产生的大气污染物对空气质量和人体健康造成了严重的影响。
通过提高热机效率,可以降低燃烧过程中产生的有害气体的排放量,从而改善空气质量。
4. 促进清洁能源的发展提高热机效率需要利用先进的能源技术,这将促进清洁能源的发展。
清洁能源不仅具有低碳、低污染的特点,还能有效地降低对传统能源的依赖,从而推动能源结构的转型和环境保护的实现。
三、提高热机效率的途径为了实现环境保护的目标,必须采取有效的措施来提高热机效率。
以下是几种常见的途径:1. 优化热机的设计通过改善热机的结构和工作方式,可以提高热机的效率。
例如,采用高效的燃烧方式、改进传热方式、减少能源损失等措施,都能够提高热机的效率。
第十三章第四节热机效率教学目标(一)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。
(二)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。
(三)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。
课前准备木柴、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。
教学过程第十三章第四节热机效率和环境保护教学过程:一、引入新课无论是烧菜做饭,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?今天我们一起来学习“第四节热机效率和环境保护”。
二、新课教学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)。
(一)燃料的热值燃料的热值: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。
单位是J/kg,气体燃料热值单位是J/m3。
注意,质量必须是单位质量1千克,必须完全燃烧。
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。
学生查热值表,并表述木柴、液化气热值的物理意义。
由热值的定义我们知道:1kg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?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Q=qV例: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。
估算练习: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,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。
展示:教材图12-27“热机燃料燃烧能量走向示意图”。
由图可知,真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。
热机效率: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。
用η表示(即η=Q有/Q总×100%)。
为了合理利用能源,人们一直都在努力提高热机的效率。
自学P38第四自然段交流与讨论:如何合理利用能源,提高热机的效率?归纳:主要途径是减少热机各种能量损失。
具体措施:(1)使燃料尽可能完全燃烧(煤粉、鼓风)(2)减小机械摩擦(选用优良润滑油)(3)尽量简化机械传动部分(三角旋转式发动机)5、课件展示:各种热机的效率思考:热机的效率能否达到100%?为什么?(三)环境保护热机为人类的发展做出了重大贡献,但也带来了一些负面影响,造成了环境污染,如噪声污染、废气污染等。
课件展示:燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。
交流与讨论:通过上面的展示,并联系我们的生活环境谈一谈:燃料燃烧对环境有哪些影响?归纳:(1)燃料燃烧排放的烟尘,使空气混浊,影响动植物生长。
(2)汽车等交通工具排放的尾气:如过多二氧化碳,引起地球温室效应,全球气候变暖。
CO能造成“煤气中毒”,让人缺氧致死。
二氧化硫会形成酸雨,危害植物、危害庄稼,破坏生态平衡,还会腐蚀建筑物……阅读:我国大气环境质量标准和信息窗内容,进行环保总动员。
三、课堂小结:1、热值:①概念:②单位;③公式:④计算:2、热机效率:①概念:②提高热机效率的途径:具体措施:3、保护环境,从我做起。
板书设计第四节热机效率一、燃料的热值。
热值:1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
(1)符号:q(2)单位:焦/千克。
(J/kg)。
或气体燃料的热值:J/m3 (3)热值的物理意义:(1)公式:Q=mq或q=Q/m二、热机效率。
三、环境保护。
热机效率说课一、教材分析1、教材的地位和作用本节内容是教科版初中物理九年级上册第二章第三节《热机效率》。
本节内容是在学生学习完热机、内燃机后,在已经学习过机械效率的基础之上对于效率进一步的学习,也为以后理解热力学第二定律积累感性知识,使学生体验到科学、技术和社会的相互关系,体验科学在社会生活和生产中的应用。
2、本课主要知识点:认识燃烧产生的内能只有一部分转变为对外做有用功的能量,了解热机效率的概念、能进行热机效率计算,知道热机的使用在给人类带来便利的同时,也造成了环境污染。
3、热机效率中的关键问题认识热机效率的概念,知道热机的使用造成了环境污染,了解如何控制污染。
4、教材及学案的调整结合教学实际及中考要求,本人对本节内容略作调整,增加了热机效率公式及其运用,这样做主要是为了加深学生对于热机效率概念的理解,以及对于概念延伸出的公式的应用,同时增加了“提高热机效率的途径”部分内容,这样主要是基于对学以致用,提高学生将所学的内容应用于实际的能力。
同时我对已有学案也作了调整,使学生能进行预习,而且强调热机效率与机械效率对比学习,在已有的知识上进行学习更轻松。
为及时强化对热机效率概念及公式部分知识的掌握,我还增加了几个有关热值的计算,这样就可以及时地反馈出学生是否已经学会使用热值。
然后类比我们以前学过的机械效率,提出热机能否把所有的能量转化为有用功。
让学生自己去分析,燃烧产生的能量都到哪里去了,然后引出热机效率的概念。
然后从环境保护的角度,激发学生的情感态度价值观。
更加清晰的认识到我们的生产生活与环境之间的关系,对物理与科技有一个理性的认识。
教学反思1、关于气体燃料的热值关于气体燃料的热值有两种定义方式:一种与液体、固体定义方式相同,即单位质量某种气体燃料完全燃烧所释放的热量;另一种采用单位体积某种气体燃料完全燃烧所释放的热量。
课本中采用的是后一种,因为在生活与生产中大多采用此方式,例如家庭中使用的管道煤气和天然气都用此方式计算机使用量。
但单位体积燃料的热值,必然与气体的压强和温度有关,课本中提供的气体燃料热值是在压强为1.013×105Pa 、温度为25 ℃ 的条件下。
2、关于热机效率热机工作时,并不能将燃料所蕴藏的化学能全部转变为对外做有用功,有很大一部分能量在工作过程中损耗了。
课本图12-28是热机燃料能量主要流向示意图。
燃料是很难完全燃烧的,因此所燃烧的燃料的化学能不可能全部释放。
另外,由于燃烧设备的不完善 , 燃料释放的化学能也不可能都转变为做功气体的热能,所以热机在燃烧过程中要损失一部分热量,通常称为燃烧损失。
做功气体内能变化付程中也有能量损失。
以内燃机为例,做功冲程中高温、高压气体体积膨胀,推动活塞对外做功,内能减少,温度降低,从排气道排出的废气温度虽比气缸内混合气体爆发时的温度低。
但排出的废气也会带走一部分热量 , 通常称为废气能量损失,或称内能损失。
机械传动装置对所有的热机都是不可少的,因而还要有一部分能量消耗在使传动装置运转以及克服摩擦力上 , 这项损耗通常称为机械损失。
由此可见,真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料完全燃烧放出的能量的一部分。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所放出的能量的比值称为热机效率。
为合理利用能源,人们一直在努力提高热机效率,其主要的途径是减少热机工作中的各种能量损失。
首先要减少燃烧加热过程中的热量损失,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,应将煤研磨成粉状 , 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些。
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。
3. 热机与环境燃料很难完全烧尽 , 大多数燃料又都含有一定的杂质 , 因此燃烧后会留有灰烬等废弃物污染环境。
通过学习加强学生的环境保护意识,体现本节课程的情感态度价值观。
《热机的效率》说课稿《热机的效率》教学设计《热机的效率》教学反思学校:崇岗九年制学校姓名:陈永柱。