第四节 热机效率和环境保护
沪科版九年级全册物理第十三章第四节-热机效率与环境保护教案
教案：沪科版九年级全册物理第十三章第四节热机效率与环境保护一、教学内容1. 教材章节：沪科版九年级全册物理第十三章第四节《热机效率与环境保护》2. 详细内容：a. 热机的效率及其影响因素b. 提高热机效率的方法c. 热机对环境的影响d. 环境保护与可持续发展二、教学目标1. 让学生理解热机的效率概念，掌握提高热机效率的方法。
2. 使学生认识到热机对环境的影响，树立环保意识。
3. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点1. 难点：热机效率的计算方法，提高热机效率的途径。
2. 重点：热机效率的概念，热机对环境的影响。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：课本、练习册、笔记本。
五、教学过程1. 实践情景引入：讨论汽车、空调等热机在使用过程中能源的浪费现象，引出热机效率的概念。
2. 知识讲解：a. 热机效率的定义及计算方法。
b. 影响热机效率的因素：燃料的热值、热机的工作过程、能量损失等。
c. 提高热机效率的方法：改善燃烧条件、减少能量损失、优化热机结构等。
3. 例题讲解：分析实际例子，如汽车、蒸汽机等，讲解热机效率的计算及提高方法。
4. 随堂练习：课后练习题，巩固热机效率的概念及计算方法。
5. 环境保护教育：讨论热机对环境的影响，如尾气排放、噪音等，引导学生树立环保意识。
6. 课后作业布置：布置有关热机效率与环境保护的练习题，培养学生的实际应用能力。
六、板书设计板书内容：1. 热机效率的定义及计算方法2. 影响热机效率的因素3. 提高热机效率的方法4. 热机对环境的影响5. 环境保护与可持续发展七、作业设计1. 题目：计算一辆汽车的热机效率，并讨论如何提高其效率。
2. 答案：略八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对热机效率的概念及计算方法掌握情况，是否存在困难点，需加强辅导。
2. 拓展延伸：探讨热机效率与能源利用率的关系，研究热机在不同工况下的效率变化。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
（二）教学设想
1.针对教学重点，采用直观演示、案例分析、小组讨论等形式，帮助学生理解和掌握热机效率的计算方法及其影响因素。
-通过实验演示，让学生直观感受热机效率与能量损失之间的关系，加深理解。
-减少热机环境污染的有效措施。
-个人在日常生活中如何做到节能环保。
4.小组合作，制作一份关于热机效率与环境保护的宣传海报，要求设计新颖、内容丰富、具有吸引力。
5.学生根据课堂所学，选择一种热机设备进行实地观察，记录其工作效率，并结合所学知识分析原因，提出改进建议。
作业要求：
1.作业内容要紧密结合课堂所学，注重理论联系实际，提高学生的应用能力。
2.作业提交前，学生需进行自评和互评，确保作业质量。
3.教师将对作业进行认真批改，给予评价和建议，帮助学生进一步提高。
九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.了解热机效率的概念，理解热机效率与能量转化、能量损失之间的关系。
2.学会计算热机效率，并能运用所学知识分析实际热机效率问题。
3.掌握提高热机效率的方法和途径，了解现代热机技术的发展趋势。
4.了解环境保护的重要性，认识到热机使用对环境的影响，掌握减少环境污染的措施。
1.导入：通过提问方式引导学生回顾热机的基本原理，为新课学习做好铺垫。
2.新课内容：讲解热机效率的概念、计算方法，分析影响热机效率的因素，介绍提高热机效率的方法和途径。
3.实践活动：组织学生进行热机效率实验，让学生亲身感受热机效率与能量损失的关系。
4.课堂讨论：引导学生探讨热机使用对环境的影响，提出减少环境污染的措施。
《第四节 热机效率和环境保护》教学设计(贵州省县级优课)
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⨯=。
13.4热机效率与环境保护
能源与环境
1、环境污染： （1）大气污染：热机燃烧的过程中放出大量的有 毒气体和烟尘，造成大气污染。 （2）噪声污染：大量的交通运输工具和由热机做 动力的机械工作时产生的噪声污染，影响人类的 正常生活，甚至危害人类健康。 2、保护环境: （1）改进燃烧设备，消烟除尘。 （2）提高燃料的综合利用，采取集中供热。 （3）充分开发利用无污染的能源。 （4）在内燃机排气管上安装消音器，减小噪声污 染。
解：（1）煤气完全燃烧放出的热量 Q放 = m煤气q煤气 = 0.5kg×4.2×107J/kg = 2.1×107J （2）水由20℃升温到70℃所吸收的热量 Q吸= C水m水Δt = 4.2×103J/(kg∙℃)×50kg×50℃ =1.05×107J
五、燃料替代的计算
例题： 有一种太阳能热水器，在晴天气温 为28℃时，每天可以将200kg的水加热到46℃， 那么每天至少能节约多少煤气？（煤气热值 q=1.8×107J/m3）
某研究小组为测量垂直于太阳光的面积为1米2 表面上，每秒钟接受到的太阳能，用自制太阳能 热水器做实验。经多次试验得到自制太阳能热水 器吸收太阳能的效率为50%。控制太阳能热水器 接受太阳光垂直照射的面积始终是2米2，太阳能 热水器内的水的质量为100千克，水的初温为 200C，经8750s时间后上升到450C【C水 =4.2×103)/(kg· ℃)】。请计算： (1)、在上述过程中太阳能热水器内的水吸收热 量是多少焦耳？ (2)、垂直于太阳光的1米2表面上，每秒钟接受 到的太阳能是多少焦耳？
十三、提高热机效率的途径
例题：关于提高热机效率的途径，下列说 法中错误的是（ ） A、尽量使燃料完全燃烧
B、尽量减少输出功率
C、尽量减小摩擦 D、尽量减少热量损失
九年级十三章第四节热机效率和环境保护
解: Q放=mq =4Kg×3.3×107J/Kg =1.32×108 J
答:完全燃烧释放的热量为1.32×108 J
例题2：
• 把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg 的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为 1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃 料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）
废气排出带走 的能量
由于机械转动等，克 服摩擦所消耗的能量
燃料很难全部燃烧，燃料 的化学能不能全部释放
热机真正对外做 有用功的能量
机械传热损失 一部分能量
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。
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。
②提高热机效率的途径： 具体措施： 减少热机各种能量损失
首先要减少燃烧过程中的热量损失; 其次是减小机械摩擦以减少机械损失. 再次是尽量简化机械传动部分, 以减少机械损失.
公式： η＝Q有/Q总×100％
3、保护环境，从我做起。
练一练
1、关于燃料的热值正确的是（ B ） A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B．燃料的热值与燃料的种类有关 C．燃料的热值与燃料的多少有关 D．燃料的热值与上面三个因素都有关
无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示：
1kg的无烟煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。
液化气的热值为4.9×107J/m3，表示：
1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.9×107J。
［强调］
（1）热值定义中：注意“必须完全燃烧”；
（2）热值是燃料的重要特性，反映燃料燃 烧时化学能转化为内能的本领的大小。只 与燃料的种类有关，与质量和是否完全燃 烧无关。
热机效率和环境保护+精品教案
教学案例那么，热值是如何定义的呢？【ppt 6】（这一页选用，也可以直接讲【ppt 7】）教师讲解：实验证明，燃烧1kg煤放出的热量，是燃烧1kg木柴放出热量的两倍多。
→也就是说，可以把不同的燃料质量都取1kg，让它们完全燃烧，比较它们放出热量的多少。
放出热量多的热值大、放出热量少的热值小。
→我们把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。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
【ppt 7】【板书】一、燃料的热值1.物理意义：表示不同燃料完全燃烧时释放热量的能力。
2.定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。
表达式。
Q放是燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；是燃料的质量，单位是kg；q是热值，单位是焦每千克，符号是J/kg。
学生在老师的带领下思考、分析、理解、总结。
记录板书内容。
在老师的引导下，理解热值的定义方法。
3.燃料燃烧时的能量转化：化学能→内能。
【ppt 8】教师给出“一些燃料的热值”。
并讲解：表格中，氢气、煤气、沼气这些气体燃料热值的单位是J/m3。
【ppt 9】教师介绍：对于某些气体燃料，其热值在数值上等于在标准状态下1m3燃料完全燃烧放出的热量，单位是焦每立方米，符号是J/m3。
与此对应的热值的表达式q =。
热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
比如：干木柴的热值是1.2×107J/kg，它所表示的物理意义是：1kg的干木柴完全燃烧，放出热量是1.2×107J。
煤气的热值是 1.8×107J/m3，它所表示的物理意义是：标准状态下1m3的煤气完全燃烧，放出热量是1.8×107J。
【ppt 10】【板书】听讲，了解气体燃料热值的单位。
听讲，了解气体燃料热值的单位。
回答一些热值的物理意义。
记录。
了解气体燃料热值的单位。
4.热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、形态、体积、是否完全燃烧、放出热量的多少无关。
热机效率与环境保护
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。
热机效率与环境保护 教案 说课稿 教学反思
问题2：相同质量的不同燃料释放能量的多少相同吗?不同燃料燃烧释放能量的能力一样吗?
教师出示：
（1）0.6kg无烟煤完全燃烧只能烧开5瓶水，而0．6kg的液化气完全燃烧可以烧一天饭菜、开水以及还可以烧淋浴的洗澡水．
（2）普通的一个家庭一个月平均要用无烟煤75kg，改用液化石油气就只需15kg，农村烧大灶的话每月需干木柴150kg．
重点
燃料的热值概念的建立及燃料完全燃烧释放热量的简单计算．
难点
对热值和热机效率的理解．
【教学环节安排】
环
节
教学问题设计
教学活动设计
问题最佳
解决方案
创设情境
展示飞机、汽车、火箭、燃煤火车等儿童卡片，它们工作时都需要燃烧燃料，生活中你还见过哪些燃料？它们燃烧时都能不断的释放能量吗？释放能量的能力相同吗？
D．燃料的热值与燃料的质量以及燃烧情况无关
知识点2：热机效率
问题1：根据你的生活经验，你认为燃料能否完全燃烧?热机工作时，燃烧释放的能量能全部对外做有用功吗?你认为热机工作时有哪些能量损失呢？
小结：（1）真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料完全燃烧时所释放能量的一部分．
（2）热机中燃料燃烧所释放能量的主要走向：燃料很难完全燃烧，燃料的化学能不能完全释放；由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量；废弃排出所带走的能量；机械传热损失的能量．
问题2：什么是热机效率？热机的效率能达到100％吗?为什么?
小结：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．热机的效率一定小于100％，因为能量损失永远存在．
问题3：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率，如何提高?
小结：主要途径是减少热机工作中的各种能量损失，首先要减少燃烧过程中的热量损失，其次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．
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
②排放的二氧化硫会形成酸雨；
③排放大量二氧化碳会加剧温室效应； ④汽车尾气中的氮氧化物还会造成光化 学污染； ⑤热机工作时还会产生噪声污染。
【讨论交流】环境保护措施
①改进燃烧设备，加装消烟除尘装置； ②集中供热；
③改用气体燃料，普及煤气和天然气；
④充分开发利用污染少和无污染的新能 源．
放 7
q
1.2 10 7 J / k g
变式题：已知酒精的热值为q，质量为m的酒精完全燃烧一 半放出的热量为 ，剩余酒精的热值为 。 解析：同中燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同．它 反映的是燃料的特性，其大小和燃料质量多少、是否完全燃 烧、放出的热量大小无关。 答案：qm/2；q
【例2】学习了电学和热学知识后，小华通过实验得知：用电热壶将20℃、 15kg的水加热到100℃，需要1.05元电费。用煤气灶做同样的实验，则需要消 耗0.42元的煤气。已知水的比热容为4.2×103J/（kg ．℃）。 （1）如果使用煤炉做同样的实验，已知煤炉燃烧所用无烟煤的热值为 3.4×107J/kg，假设煤炉的热能利用率为20%，无烟煤的价格是0.34元/kg。则 需花费多少钱？ （2）如果某地区可以同时提供电、煤气和煤，从经济和环保等角度综合分析， 你会建议使用哪种燃料？请阐明理由。
【例3】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类带来了污染，这主要是指________污染和________污 染．在内燃机工作过程中，由图3所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所 占的百分比是：废气内能35％，散热损失30％，机械损失10％，则内燃机的热机效 率是________．我们在高效利用能源的同时，也必须重视保护环境．
不能达到100%。因为热机中可用于做有用功 的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部 分，因为各种热量损失以及燃烧条件的限制， 这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完 全燃烧所放出的总能量的比值必然小于1，即 热机效率总小于100%。
三、环境保护
燃料燃烧对环境有什么影响？
①燃料燃烧排放的烟尘使大气十分浑浊；
解析：(1)Q吸= cmΔt=4.2×103 J/ kg· ℃×15×103kg×80℃=5.04×107J Q=Q吸/20%=2.52×107J m=Q/q=5.04×107J/3.4×107 ＝0.741kg n=0.741×0.34=0.252(元) (2)建议选择煤气，因为煤气价格适中，且污染小。
作业
• P36. 1、2、3题
课堂练习
【例1】干木材的热值是1.2×107J/kg，它的物理意义是 ____________________．要放出3.6 × 107J的热量，需要完全燃烧 __________kg的干木材． 解析：其物理意义是：1kg干木柴完全燃烧放出1.2×107的热量。由Q放 =qm得： m Q 3.6 10 J 3k g
解析：内燃机排放的废气和烟尘造成了大气污染；工作时 还会产生噪声污染。热机转变为有用功的能量与燃料完全 燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即η=W有 /(mq)．即1-35%-30%-10%=25%。 答案：大气；噪声；25%
【总结】
• 1．燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放 出的热量，叫做这种燃料的热值。热值用q 表示，的单位是J/kg。气体燃料的热值单位 通常用J/m3。 • 2．热机效率：热机转变为有用功的能量与 燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机 效率，即η=W有/(mq)． • 3．环境保护
炒菜做饭用什么燃料？“长征2F”火箭用的是什么燃料
洛杉矶光化学烟雾事件
一、燃 料的热值
1Kg某种燃料完全燃烧放出的能 量（热量），叫做这种燃料的热值 （heat value），热值用q表示。
单位：J/Kg 或 J/m 3 公式：
Q = mq
【想一想】热值的物理意义
7J/kg，其物 柴油的热值是3.3×10
理意义是：1kg柴油完全燃烧释放 7J的热量。 出3.3×10
计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
Q=mq=4kg×3.3×107J/kg=1.32× 108J。
二、热机效率
提高热机效率的主要途径Βιβλιοθήκη 什么？ 热机的效率能达到100%吗？
【议一议】提高热机效率的主要途径
使燃料充分燃烧；尽量减少各种热量损失；在 热机的设计和制造上，采用先进的技术；注意 保养，保证良好的润滑，减小因克服摩擦阻力 而额外消耗的能量。 【想一想】热机的效率能达到100%吗？为什么？