2.3 熱機效率

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2.3 熱機效率 教學(xué)目標(biāo) 一、知識與能力 1.了解熱機的效率。 2.了解不同熱機的效率值。 3.了解熱機的使用對社會的貢獻及其給環(huán)境帶來的影響。 二、過程與方法 經(jīng)歷分析“汽車內(nèi)燃機的能量流向”的過程，學(xué)習(xí)簡單的定量分析方法。 三、情感、態(tài)度與價值觀 1.感受自然科學(xué)的發(fā)展和先進技術(shù)的應(yīng)用在推進人類社會發(fā)展的同時也造成了環(huán)境污染，有利于理解可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵。 2.認識到當(dāng)前人類現(xiàn)代化的生活對能源的依賴和能源緊缺對人類生存的巨大挑戰(zhàn)，認識到節(jié)約能源和開發(fā)新能源才能實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。 教學(xué)重難點 【教學(xué)重點】 理解熱機效率的概念。 【教學(xué)難點】 理解環(huán)境污染與熱機使用的關(guān)系。 教學(xué)過程 一、復(fù)習(xí)提問，引入新課。 師：我們在八年級下學(xué)期學(xué)習(xí)物理的第十一章《機械與功》時，介紹了機械效率的概念，哪位同學(xué)能夠說一說？ 學(xué)生交流回答：在使用機械的過程中，所做有用功和總功的比值叫做機械效率。 師：熱機是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器，它跟所有機械一樣，也有效率的問題，這一節(jié)我們就來討論這個問題。 二、進行新課。 (一)熱機效率。 師：一輛汽車從身旁駛過，有時根據(jù)人的嗅覺就能知道它的發(fā)動機是汽油機還是柴油機。這是為什么？ 生：因為它們排出的氣體味道不同。 師：說得很對。但你們想過沒有，排出的氣體中仍有汽油或柴油味這說明了什么？ 生：說明汽油或柴油并未完全燃燒。 師：既然燃料沒有完全燃燒，就說明有一部分能量被白白地損失掉了。 師：在內(nèi)燃機里，燃料釋放的能量都到哪里去了呢？請同學(xué)們結(jié)合教材圖2—3—2交流討論。 小結(jié)熱機效率的概念：把熱機所做的有用功與所用燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫做熱機的效率。熱機的效率總小于1。 廢氣占33%～35%，是因為做功沖程過后，汽缸里的廢氣溫度還相當(dāng)高，僅靠排氣沖程直接排放還不能正常工作。由于熱傳遞，汽缸本身的溫度也會很高，如果不能及時散熱，就會使活塞和汽缸粘連，必須通過水循環(huán)，把汽缸的溫度降低，這部分的內(nèi)能損失和廢氣的排放是相當(dāng)?shù)?，?0%～32%，這兩項加起來已經(jīng)接近70%了！ 熱機輸出的有用功并不是全部用來提供機械(例如汽車)的牽引力。 學(xué)生活動：閱讀教材第30頁的“一些熱機的效率”表，了解不同熱機的效率值。 　　創(chuàng)新發(fā)明資料： 美國《大眾科學(xué)》雜志評出2006～2007年度奇思妙想十大發(fā)明，其中最引人注意的是“六沖程引擎”。這種引擎在完成四沖程工作后，會把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動活塞運動，產(chǎn)生第五沖程，為汽車提供動力。第六沖程是讓水蒸氣進入冷凝器，變成可再次注入汽缸的水。 問題：其中第五沖程相當(dāng)于四沖程內(nèi)燃機的________沖程，在第六沖程中發(fā)生的物態(tài)變化是________。(做功　液化) 意義：能夠大幅度地提高熱機效率。 (二)改變世界的熱機。 多媒體展示：各種熱機工作的場景。 學(xué)生活動：結(jié)合教材圖2－3－6，交流討論熱機對我們生活的影響。 小結(jié)：蒸汽機、蒸汽輪機、內(nèi)燃機、火箭發(fā)動機、噴氣發(fā)動機。 (三)地球就在我們手中。 學(xué)生活動：自己閱讀討論教材第31頁，說出熱機的使用給環(huán)境帶來了哪些危害？ 小結(jié)：廢氣污染、溫室效應(yīng)、熱污染、噪聲污染等等。熱機，給人類文明帶來了進步，也給生態(tài)環(huán)境造成了污染。熱機使用引起的環(huán)境問題——內(nèi)燃機大量排放的廢氣會形成毒霧天氣，“酸雨”現(xiàn)象對我國重慶等地危害嚴(yán)重，西歐、美國等地還造成植被大量死亡，也造成大量湖泊中的成批魚類死亡。目前世界各國都制定了汽車尾氣的排放標(biāo)準(zhǔn)，減少了煤的使用量，以控制廢氣造成的危害。還可以結(jié)合我國現(xiàn)在鼓勵用戶購買小排量轎車，減少環(huán)境污染采取的措施。 【板書設(shè)計】 第3節(jié)　熱機效率 (一)熱機效率 把熱機所做的有用功與所用燃料完全燃燒釋放的熱量之比叫做熱機的效率。熱機的效率總小于1. (二)改變世界的熱機 蒸汽機、蒸汽輪機、內(nèi)燃機、火箭發(fā)動機、噴氣發(fā)動機。 (三)地球就在我們手中 廢氣污染、溫室效應(yīng)、熱污染、噪聲污染等。 【教學(xué)探討與反思】 提高熱機的效率，并非易事，需要解決的問題還很多，甚至每前進一步都要付出艱苦的努力。不過我們相信，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及新能源的不斷開發(fā)，熱機的性能一定會得到較大提高。我們也期待著現(xiàn)在的青年中能涌現(xiàn)出更多瓦特式的人才，為人類研制出更新更好的熱機。對于“地球在我們手中”部分的教學(xué)，還可通過閱讀資料或參觀訪問、請專家講座等形式完成教學(xué)內(nèi)容，也可結(jié)合當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境問題及治理情況收集一些素材，充實教學(xué)內(nèi)容。 - 2 -