第十六章第四节热机(卢山中学徐玲)
新沪科版九年级物理全一册《十三章 内能与热机 第四节 热机效率和环境保护》教案_16
第2节热机的效率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。
教学重难点重点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＝Qm，单位：焦/千克(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η＜1？如何提高炉子的效率。
鲁科版初中物理九年级下册《第十九章 热和能 第五节 热机》公开课_0
《热机》教学设计教材分析“热机”是人教版九年级第十六章第四节内容，是在学生学习并初步掌握了内能、热量、比热容等后的一个综合，是将物理学知识服务于社会的一个典例。
虽然在新课标下的考试要求不高，仅仅是“了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义”的层次。
但能很好地体现了我们现行物理教材的“从生活走向物理，从物理走向社会”、“渗透科学-技术-社会观点”的特点。
本节内容编排图文并茂、简洁明快、形象生动，能激发学生学习物理的兴趣和求知欲，在学习中观察、体验，并探究物理规律，感悟科学研究方法，感受生活中处处有物理，物理存有于我们生活之中，激发学生学知识、学科技的兴趣。
学生分析九年级的学生学习物理已经一年，有一定的基础，而且已经学习过机械效率，对比学习热机效率应该不太难。
经过几年的教学改革，绝大部分学生已经能自主学习，并且小组已经相当成熟，已经建立健全了小组合作评价机制。
学生自主学习、小组合作学习的意识比较强。
在掌握知识上学生两极分化严重，知识的应用深度不够，所以更理应发挥小组的作用。
教学目标知识与技能：1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。
2、从能量转化的角度理解燃料的热值。
3、了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
4、通过能量的转化和转移，理解热机效率。
过程与方法：1、通过演示实验使学生了解能够利用内能来做功。
2、利用动画或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。
3、通过学生讨论了解燃料的热值和热机的效率。
情感态度与价值观：1、通过演示实验培养学生观察和分析问题的水平。
2、通过阅读“科学世界”扩展学生的知识面。
教学重点汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值。
教学难点热机中的能量转化及损失，了解热机的效率。
教学资源1、演示实验器材：酒精灯、试管夹、铁架台、大试管、软木塞、水、火柴。
2、自制PPT幻灯片、Flash课件。
设计思路：1、通过创设问题情景，提出让学生感兴趣的问题，引导学生思考热机中能的转化，并通过播放FLASH动画，让学生理解掌握汽油机的构造和工作原理。
【华师大版】科学九年级上册7.3《热机》
应用：热机
种类
汽油机
柴油机
进气门
汽
油
机
结
构
图
汽缸
火花塞 排气门
活塞 连杆 曲轴
汽油机和柴油机：
构造：对实物说明；区别：汽油机有火 花塞，柴油机有喷油嘴；
在做功冲程燃气对活 塞做功，内能转化为 机械能。其余三个冲 程靠消耗飞轮的机械 能来完成.
4
进气门关闭，
排
排气门打开，
气
活塞向上运
冲
动，把废气
程
排出气缸。
汽车在开动前，是如何使内燃机 起动的？
答：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通 过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完 成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能 就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能 一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的 质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性 再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机 械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内 燃机就可连续工作下去了。
原理：让燃料在气缸内燃烧产生高温高 压的燃气来推动活塞来做功。
吸入气缸工作物质：汽油机的是空气和 汽油的混合物。柴油机的是纯空气、
利用内能做功。
能量转化：内能转化为机械能． 活塞在气缸的一端运动到另一端 叫做一个冲程
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
请简述其过程
？
• 进气门打
1
开，排气
门关闭，
吸 气
活塞由上 端向下运 动，汽油
冲
初三物理上册热机课件(新版)教科版
•1.热机
•学点3 形形色色的热机 • 阅读教材P22第1段。 • 思考： • 问题：•_汽__油__机____和_•柴__油__机____等内燃机，喷气发动机和火 箭发动机都属于热机。
•1.热机
•应 用 示 例
• 类型一 利用内能来做功 • 例1 如图2－1－5所示，有关这个小蒸汽轮机的说法不正 确的是( •B ) • A．通过热传递的方式增加了烧瓶 • 内水的内能 • B．酒精燃烧将内能转化为化学能 • C．蒸汽的内能转化为轮子的机械能 • D．内能的一个重要应用是可以用来 • 做功
•1.热机
• 知识点2 热机 • 2．下列关于热机的说法中错误的是( •D ) • A．热机就是热力发动机的简称 • B．热机的大量使用会造成环境污染 • C．热机排出的尾气带走很多热量 • D．热机是将机械能转化为内能的装置
•1.热机
•当 堂 检 测
• 知识点1 利用内能来做功 • 1. [2013·南昌中考] 如图2－1－7所示是世界上早期的蒸汽 汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的___•_内____能增加，再 转化为汽车的__•_机__械___能，使汽车前进。
•1.热机
•[解析] 燃料燃烧放出热量，是化学能转化为内能，水吸收热 量，内能增加。蒸汽通过对外做功，再将内能转化为机械能 ，推动蒸汽汽车前进。
•1.热机
•[解析] 改变内能的方式有做功和热传递，燃烧是把燃料的化 学能转化为内能，蒸汽对外做功是把内能转化为机械能。酒精 燃烧后化学能转化为内能，通过热传递传给水，A选项正确。 酒精燃烧是把化学能转化为内能，B选项错误。蒸汽对外做功 ，内能转化为机械能，C选项正确。利用内能可以加热物体， 也可以做功，D选项正确。 •[点评] 内能有两个重要的应用：一是利用内能直接对物体加 热，二是利用内能来做功。利用内能来加热物体的实质是内能 的转移过程，利用内能来做功的实质是内能转化为其他形式能 的过程。
九年级科学上册 7.3 热机课件 华东师大版
思考：
内能的利用
利用内能来加热（热传递、能量转移 利用内能来做功（做功、能量转化）
目前大多数现代化的交通工具仍然是依靠热机 把内能转化为机械能来工作的，现代化的火电站、热 电站也同样是靠热机把内能转化为机械能，然后带动 发电机发电。
怎样利用内能来做功呢？
会看到什么现象？
塞子被冲出
在此过程中，能量是如何转化的？
汽油机工作原理
思考：
1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？
压缩冲程：机械能 做功冲程：内能2. 哪个冲程获得动力？Fra bibliotek做功冲程
内能 机械能
1．基本构造和主要部件的作用相似。
2 ．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压 缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三 个冲程靠飞轮惯性完成。
4.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每 秒钟对外做功( )次.
5.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机轮( )来完成 .
定义：1千克某种燃料完全燃烧
燃料的热值
放出的热量
单位：焦/千克（J/kg）
内 能
物理意义：燃料燃烧过程中释放
的
热量本领大小的
利
利用内能直接加热
用 内能 热 利用
利用内能做功
4 ．一个工作xunhuan中，活塞往复两次，飞轮转动 两周，做功一次。
思考:
1.四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).( )四 个冲程组成的.
2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( )冲程 ,做功冲程是( )能转化为( )能.
3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).柴油机 吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).
内能的利用 热机教学课件—【希沃白板培训结营大作业】-经典通用
不同点：
内燃机 项目
燃料
构造
工作 循环
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程
主要特点
主要用途
汽油机
汽油 汽缸顶部是火花塞 吸入汽油和空气的混合物
压缩程度较小 点燃式
轻巧、效率较低 小汽车和小型农业机
械、低速飞机等
-34-
柴油机
柴油 汽缸顶部是喷油嘴
柴油机
内燃机
汽油机
-5-
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
-6-
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩 具而已。
瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人 类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。
内燃机的分类
内燃机分为汽油机和柴油机两大类
-9-
使用汽油作为燃料的叫汽油机。
使用柴油作为燃料的叫柴油机。
一、热机 1．热机
演示
——利用内能做功的机械
-10-
热机视频
讨论这个实验中能量转化的情况。
燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能。
-11-
2．热机的种类 利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
-20-
排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气 缸。
想想议议
压缩冲程把机械能转化为内能；做功冲程把内能转化为机械能.
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 2．哪个冲程使汽车获得动力？ 3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
北师大九年级全册物理课件：10.4《热机》
北京师范大学出版社 九年级 | 全一册
课堂练习
1.下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认 为让汽车获得动力的冲程是 ( B )
北京师范大学出版社 九年级 | 全一册
2.四冲程的汽油机一个工作循环中，对外做功的次数是 ( C )
A.3次
B.2次
C.1次
D.4次
3.内燃机有四个工作冲程，如图所示是 内燃机的 做功 冲程，活塞下降时，燃气 内能 减少 (选填“减少”或“增加”)。
北京师范大学出版社 九年级 | 全一册
不同点
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。 2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。 3 ．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。 4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
运用巩固
• 17、儿童是中心，教育的措施便围绕他们而组织起来。下午9时28分55秒下午9时28分21:28:5521.9.4
•
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
•
压缩冲程
进气门和排气门都关闭， 活塞向上运动，燃料混合物被 压缩，压强增大，温度升高。
北京师范大学出版社 九年级 | 全一册
小结
种类：蒸汽机、、内燃机、喷气发动机、火箭发动机。
⑴热机
共同点：将燃料燃烧时的 化学 能转化为 内 能，通过做 功把 内 能转化为 机械 能。
以汽油为燃料的内燃机。
⑵汽油机
工作时完成的四个冲程
一个工作循环完成 四个冲程，其中只有做功 冲程对外做功， 其他三个冲程为辅助冲程，靠 飞轮惯性 来完成。
九年级物理上册《热机》主要知识点(鲁教版)
九年级物理上册《热机》主要知识点（鲁教版）、内燃机及其工作原理将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。
按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。
汽油机和柴油机都是一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。
一个工作循环中只对外做一次功，曲轴转2周，飞轮转2圈，活塞往返2次。
压缩冲程是对气体压缩做功，气体内能增加，这时机械能转化为内能。
做功冲程是气体对外做功，内能减少，这时内能转化为机械能。
汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。
判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点：一是气阀门的开与关;二是活塞的运动方向。
汽油机和柴油机的不同处。
2、燃料的热值燃料燃烧过程中的能量转化：目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能，燃料燃烧时释放出大量的热量。
燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。
燃料的热值①定义：lg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
用符号“q”表示。
②热值的单位/g，读作焦耳每千克。
还要注意，气体燃料有时使用/3，读作焦耳每立方米。
③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。
它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。
不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。
在学习热值的概念时，应注意以下几点：①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。
②强调所取燃料的质量为“lg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条下进行比较。
③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。
④燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=q，式中，q表示燃料的热值，单位是/g;表示燃料的质量，单位是g;Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是。
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第十六章第四节热机
密州街道卢山中学徐玲
课前预习学案
一、预习目标：
1、知道热机的概念。
2、能说过出内燃机各冲程的工作状态和能量的转化。
3、会利用热值计算燃料放出的热量。
二、预习内容：
1、燃料燃烧时能量转化的情况是什么？热机中能量的转化是什么？
2、热机的种类有哪些？
3、你能填出四冲程工作的情况吗？
4、什么是热机效率？怎样提高热机效率？
5、什么是燃料的热值？热值的公式是什么？
三、在你预习的过程中，你还有哪些自己不能解决的疑问，请记录下来。
课内探究学案一、明确学习目标：
（请四人一组交流“预习导学案”中的问题，将在预习过程中自己解决不了的疑问在小组内汇总起来，写到黑板上）
二、自主研修，合作探究：
1、燃料燃烧时放热的多少与什么因素有关？
2、热机效率低的原因有哪些？
三、小组交流讨论：
1、在内燃机的一个工作循环包括几个冲程，各是什么？在一个工作循环活塞往返几次，曲轴转动几圈，做功几次？
2、怎样计算热机效率？提高热机效率的方法有哪些？
四、课堂小结
请同学们整理反思刚才的学习内容，然后小组内交流完善。
五、达标测试反馈提升：
1、四冲程内燃机工作时，做功冲程的前一个和后一个冲程分别是（）
A.吸气冲程、排气冲程
B.吸气冲程、压缩冲程
C.压缩冲程、排气冲程
D.排气冲程、压缩冲程
2、热机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中将内能转化为机械能的是（）
A.、吸气冲程、 B、做功冲程、
C、压缩冲程、
D、.排气冲程、
3、一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r／min，该汽油机每秒钟内完成_______个冲程，做功______________次
4、下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（）
A、热机排出的尾气没有内能
B、热机的效率能达到100％
C、热机都是使用汽油作燃料
D、热机的大量使用会造成环境污染
课后练习学案
1、用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4．2×103J／(kg·℃)，煤气的热值为4．2×107J/kg．求：
(1)0.5kg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．。