2.3 熱機(jī)效率

2.3 熱機(jī)效率 教學(xué)目標(biāo)一、知識(shí)與能力1.了解熱機(jī)的效率。2.了解不同熱機(jī)的效率值。3.了解熱機(jī)的使用對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)及其給環(huán)境帶來(lái)的影響。二、過(guò)程與方法經(jīng)歷分析“汽車(chē)內(nèi)燃機(jī)的能量流向”的過(guò)程，學(xué)習(xí)簡(jiǎn)單的定量分析方法。三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀(guān)1.感受自然科學(xué)的發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用在推進(jìn)人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)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(rèn)識(shí)到當(dāng)前人類(lèi)現(xiàn)代化的生活對(duì)能源的依賴(lài)和能源緊缺對(duì)人類(lèi)生存的巨大挑戰(zhàn)，認(rèn)識(shí)到節(jié)約能源和開(kāi)發(fā)新能源才能實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】理解熱機(jī)效率的概念。【教學(xué)難點(diǎn)】理解環(huán)境污染與熱機(jī)使用的關(guān)系。 教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)提問(wèn)，引入新課。師：我們?cè)诎四昙?jí)下學(xué)期學(xué)習(xí)物理的第十一章機(jī)械與功時(shí)，介紹了機(jī)械效率的概念，哪位同學(xué)能夠說(shuō)一說(shuō)？學(xué)生交流回答：在使用機(jī)械的過(guò)程中，所做有用功和總功的比值叫做機(jī)械效率。師：熱機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，它跟所有機(jī)械一樣，也有效率的問(wèn)題，這一節(jié)我們就來(lái)討論這個(gè)問(wèn)題。二、進(jìn)行新課。(一)熱機(jī)效率。師：一輛汽車(chē)從身旁駛過(guò)，有時(shí)根據(jù)人的嗅覺(jué)就能知道它的發(fā)動(dòng)機(jī)是汽油機(jī)還是柴油機(jī)。這是為什么？生：因?yàn)樗鼈兣懦龅臍怏w味道不同。師：說(shuō)得很對(duì)。但你們想過(guò)沒(méi)有，排出的氣體中仍有汽油或柴油味這說(shuō)明了什么？生：說(shuō)明汽油或柴油并未完全燃燒。師：既然燃料沒(méi)有完全燃燒，就說(shuō)明有一部分能量被白白地?fù)p失掉了。師：在內(nèi)燃機(jī)里，燃料釋放的能量都到哪里去了呢？請(qǐng)同學(xué)們結(jié)合教材圖232交流討論。小結(jié)熱機(jī)效率的概念：把熱機(jī)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(jī)的效率。熱機(jī)的效率總小于1。廢氣占33%35%，是因?yàn)樽龉_程過(guò)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(huì)很高，如果不能及時(shí)散熱，就會(huì)使活塞和汽缸粘連，必須通過(guò)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(xiàng)加起來(lái)已經(jīng)接近70%了！熱機(jī)輸出的有用功并不是全部用來(lái)提供機(jī)械(例如汽車(chē))的牽引力。學(xué)生活動(dòng)：閱讀教材第30頁(yè)的“一些熱機(jī)的效率”表，了解不同熱機(jī)的效率值。創(chuàng)新發(fā)明資料：美國(guó)大眾科學(xué)雜志評(píng)出20062007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(huì)把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生第五沖程，為汽車(chē)提供動(dòng)力。第六沖程是讓水蒸氣進(jìn)入冷凝器，變成可再次注入汽缸的水。問(wèn)題：其中第五沖程相當(dāng)于四沖程內(nèi)燃機(jī)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(jī)效率。(二)改變世界的熱機(jī)。多媒體展示：各種熱機(jī)工作的場(chǎng)景。學(xué)生活動(dòng)：結(jié)合教材圖236，交流討論熱機(jī)對(duì)我們生活的影響。小結(jié)：蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。(三)地球就在我們手中。學(xué)生活動(dòng)：自己閱讀討論教材第31頁(yè)，說(shuō)出熱機(jī)的使用給環(huán)境帶來(lái)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(jī)，給人類(lèi)文明帶來(lái)了進(jìn)步，也給生態(tài)環(huán)境造成了污染。熱機(jī)使用引起的環(huán)境問(wèn)題內(nèi)燃機(jī)大量排放的廢氣會(huì)形成毒霧天氣，“酸雨”現(xiàn)象對(duì)我國(guó)重慶等地危害嚴(yán)重，西歐、美國(guó)等地還造成植被大量死亡，也造成大量湖泊中的成批魚(yú)類(lèi)死亡。目前世界各國(guó)都制定了汽車(chē)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(guó)現(xiàn)在鼓勵(lì)用戶(hù)購(gòu)買(mǎi)小排量轎車(chē)，減少環(huán)境污染采取的措施。【板書(shū)設(shè)計(jì)】第3節(jié)熱機(jī)效率(一)熱機(jī)效率把熱機(jī)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(jī)的效率。熱機(jī)的效率總小于1.(二)改變世界的熱機(jī)蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。(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?！窘虒W(xué)探討與反思】提高熱機(jī)的效率，并非易事，需要解決的問(wèn)題還很多，甚至每前進(jìn)一步都要付出艱苦的努力。不過(guò)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(kāi)發(fā)，熱機(jī)的性能一定會(huì)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(lèi)研制出更新更好的熱機(jī)。對(duì)于“地球在我們手中”部分的教學(xué)，還可通過(guò)閱讀資料或參觀(guān)訪(fǎng)問(wèn)、請(qǐng)專(zhuān)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(wèn)題及治理情況收集一些素材，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。- 2 -