2019-2020年九年級(jí)物理 12.4熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)教案 滬科版.doc

2019-2020年九年級(jí)物理 12.4熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)教案 滬科版 學(xué)習(xí)目標(biāo)： 1.從生活中體會(huì)不同燃料燃燒釋放熱能的本領(lǐng)不同,建立燃料熱值概念。 2. 會(huì)查燃料的熱值表。能根據(jù)燃料的熱值計(jì)算一定質(zhì)量的燃料完全燃燒所釋放的熱 量。 3、 能說出熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放的能量的主要流向。對(duì)熱機(jī)效率有初步認(rèn)識(shí) ,能大致說出提高熱機(jī)效率的途徑。 4. 能舉例說明燃料燃燒產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境的影響,能從科學(xué)角度讀懂媒體對(duì)與熱機(jī) 有關(guān)的環(huán)境方面的報(bào)道,培養(yǎng)自覺的環(huán)保意識(shí)。 5. 能大致說出燃料內(nèi)能的利用與人類社會(huì)的關(guān)系。 學(xué)法指導(dǎo) 熱值反映了燃料的燃燒特性.它的大小只與原料本身的性質(zhì)有關(guān),而與燃料的形狀、體積、質(zhì)量的多少無(wú)關(guān).理解熱值的概念應(yīng)抓住三個(gè)關(guān)鍵:l kg 、某種燃料、完全燃 燒 .否則燃料燃燒放出的熱量就不是燃料的熱值 . 本節(jié)的習(xí)題重點(diǎn)是圍繞根據(jù)熱值公式 Q=mq和物體的吸、放熱公式 Q=cmΔt 綜合起來(lái)設(shè)計(jì).在解題時(shí),先要分析各物理量之間的關(guān)系,然后運(yùn)用公式代人數(shù)值求解.求公式的掌握和對(duì)物體吸、放熱過程的正確理解是解題關(guān)鍵 . 釋疑解難 1. 燃料的熱值 (l) 對(duì)于熱值概念的理解 , 應(yīng)主要抓住三個(gè)關(guān)鍵詞:l kg、某種燃料 、完全燃燒 ."l kg" 是指燃料的質(zhì)量 .如果燃料的質(zhì)量不是lkg, 那么完全燃燒時(shí)放出的熱量就不等于熱值的數(shù)值."某種燃料"是說熱值與燃料的種類有關(guān),確定了燃料才能確定熱值,不同的燃料有不同的熱值.由此可見,熱值反映了燃料的燃燒特性,熱值大,說明這種燃料完全燃燒時(shí)放的的熱量多,或者說化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能多。"“完全燃燒”是一種理想的燃料狀態(tài),是指燃料燒完燒盡 。1kg的某種燃料只有完全燃燒放出的熱量才等于這種燃料的燃燒值。 (2) 熱值反映了不同燃料完全燃燒時(shí)放熱本領(lǐng)不同的特性。不同的燃料,其熱值一般不同,同一種燃抖的熱值是一定的,與燃料的質(zhì)量,體積放出熱量的多少等無(wú)關(guān)。 2. 熱機(jī)效率 (1) 熱機(jī)效率是指熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所擇放的能量的比值,它反映了能量的利用率,熱機(jī)性能的一個(gè)重要標(biāo)志. (2) 由于熱機(jī)在工作過程中,總有能量損失,所以熱機(jī)的效率總小于1。柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的效率高,主要是因?yàn)椴裼蜋C(jī)在壓縮沖程中對(duì)氣體的壓縮比汽油機(jī)更大。熱機(jī)的效率跟熱機(jī)做功的多少、功率大小無(wú)關(guān) . 3. 環(huán)境保護(hù) 燃料的利用使人類得到大量?jī)?nèi)能,但同時(shí)造成環(huán)境污染,尤其是熱機(jī)的使用.因此,保護(hù)環(huán)境,控制和消除大氣污染是必須重視的問題,對(duì)于內(nèi)能利用中產(chǎn)生的污染,可采取的防治措施有: (1) 改進(jìn)燃燒設(shè)備; (2) 集中供熱,減少大氣污染; (3) 充分開發(fā)利用污染小或無(wú)污染的能源； (4) 在內(nèi)燃機(jī)排氣管上安裝消聲器來(lái)減小噪聲污染. 自我檢測(cè) 1、煤油的比熱容是 2.1 l03 J/(kg ℃ ), 將質(zhì)量4kg的煤油從20℃加熱到70℃需要吸收 J熱量,如果將煤油倒掉一半,它的比熱容將為 J/(kg ℃ ). 2、在我國(guó)實(shí)施的 " 西氣東輸 " 工程中,西部地區(qū)的天然氣被輸送到缺乏能源的東部地區(qū)。天然氣與煤相比,從熱學(xué)角度分析它突出的優(yōu)點(diǎn)是 ； 從環(huán)保角度分析它突出的優(yōu)點(diǎn)是 .( 天然氣、煤的熱值分別為1.14 108J/kg、3x107J/kg)。 3、四口之家分別單獨(dú)使用不同種類的燃料時(shí)的平均月消耗量分別為:木材約200kg,煙煤約 80kg,液化石油氣約3Okg.煤氣約6Okg.這四種燃料中哪一種燃料的熱值最高?( ) A.、液化石油氣 B、煤氣 C、煙煤 D、木材 參考答案： 1.4.2χ105;2.1χ103 2.熱值較大； 含雜質(zhì)少，利用率高，污染少 3.A 課外空間 一、酸雨簡(jiǎn)介 酸雨被稱做 "空中死神", 它的主要成分是腐蝕性極強(qiáng)的 H2S03 和HN03, 腐蝕建筑物, 銹蝕輸電導(dǎo)線和通訊線路,造成電力傳輸和信號(hào)傳輸?shù)男式档?由于銹蝕大大增加了導(dǎo)線接頭處和開關(guān)觸頭間的電阻,當(dāng)有較大電流通過時(shí),這些地方溫度升得很高,易燒斷導(dǎo)線或燒壞開關(guān)造成線路故障。酸雨使土壤酸化,使林木降低抗病蟲害能力。在酸性湖泊中,魚卵不能孵化,微生物組成發(fā)生變化,有機(jī)物分解減慢,各級(jí)食物鏈改變，浮游植物和浮游生物減少,從而使魚類餌料減少,導(dǎo)致魚的種類和數(shù)量減少. 2、怎樣區(qū)分比熱容和熱值 列表比較比熱容和熱值 -- 比熱容 熱值 不 同 點(diǎn) 概念 單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃時(shí)吸收(或放出)的熱量 1kg的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量 單位 J/(kg ℃) J/kg 量度式 C=Q/mΔt q=Q/m 影響因素 與熱量、質(zhì)量、溫度的改變量無(wú)關(guān),與本身因素有關(guān) 與燃料的體積、質(zhì)量、放出的熱量的多少無(wú)關(guān)，與本身因素有關(guān)。 相同點(diǎn) 都是物質(zhì)本身的熱學(xué)特性 說明 比熱容是物質(zhì)的特性,每種物質(zhì)都有自己的比熱容.不同物質(zhì)的比熱容一般不同 熱值也是物質(zhì)的特性,但只有燃料才有熱值,因此應(yīng)為燃料本身的特性.不同燃料的熱值一般不同.。 三、人們?cè)诶脙?nèi)能時(shí)為什么會(huì)產(chǎn)生環(huán)境問題 ? 人們?yōu)榱双@得內(nèi)能,常使用煤、石油、天然氣等燃料,而煤、石油燃燒會(huì)產(chǎn)生二氧化硫、氮氧化物等,另外燃料的不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生粉塵和一氧化碳,這些有害氣體、煙塵排放到大氣中,就會(huì)污染大氣。大氣污染不但直接有害人體健康,而且會(huì)影響植物的正常生長(zhǎng),甚至影響全球氣候,大氣中的二氧化硫和氮氧化物含量過高時(shí)會(huì)產(chǎn)生酸雨，由于大氣中二氧化碳含量增高,使地球氣溫受溫室效應(yīng)的影響越來(lái)越顯著。 四、瓦特和蒸汽機(jī) 200 多年前, 英國(guó)蘇格蘭西部格林克鎮(zhèn)的一位木匠家里 ,誕生了一條小生命,這就是后來(lái)的物理學(xué)家瓦特 . 瓦特家里很窮,他小時(shí)候沒錢進(jìn)學(xué)校讀書, 就跟著奶奶操勞家務(wù).有一次,瓦特?zé)畷r(shí), 發(fā)現(xiàn)水燒開以后蒸氣把壺蓋頂了起來(lái) .他問奶奶 .為什么水開了 .壺蓋會(huì)砰砰直跳 .對(duì)這個(gè)已經(jīng)習(xí)以為常的問題奶奶無(wú)法回答.瓦特想 : 壺蓋自己是不會(huì)動(dòng)的,水燒開了,產(chǎn)生水蒸氣,水蒸氣往上冒,是水蒸氣推動(dòng)了它 , 如果把壺里的 水 增加幾千倍、幾萬(wàn)倍，力最將會(huì)更大,一定能頂起比壺蓋重幾萬(wàn)倍的東西. 瓦特的父親是造船木工, 瓦特稍大一點(diǎn)后，就經(jīng)常學(xué)著父親敲敲打打，仿造小機(jī)器模型，養(yǎng)成了制造機(jī)械的濃厚興趣。 瓦特l8歲時(shí)到格拉斯某城學(xué)習(xí)制造教學(xué)儀器，以后又到倫敦一家鐘表店里當(dāng)學(xué)徒 .在丁 工作之余,瓦特又向當(dāng)?shù)刂麢C(jī)械師摩根學(xué)本領(lǐng).由于他發(fā)奮學(xué)習(xí),終于掌握了制造復(fù)雜機(jī)械的手藝。 l763 年, 里的紐可曼學(xué)校有一臺(tái)蒸氣機(jī)壞了,急需修理.瓦持了解后立即趕到那 里 , 這是一臺(tái)非常原始的蒸汽機(jī),但瓦特認(rèn)為這是一個(gè)難得的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì).他把機(jī)器拆開,一個(gè)零件一個(gè)零件地研究,并進(jìn)行修理,最后又安裝好, 機(jī)器雖修好了, 但活塞只能帶動(dòng)機(jī)械做往復(fù)運(yùn)動(dòng).動(dòng)作緩慢,效率極低,聰明好學(xué)的瓦特苦思冥想 .天天實(shí)驗(yàn) .遇到問題就向別人請(qǐng)教 , 大膽對(duì)蒸汽機(jī) 進(jìn)行改革 , 終于在 1784 年取得了成功 , 將往復(fù) 運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) , 用于交通運(yùn)輸?shù)幕鹉?、輪船做?dòng)力 .瓦特的 1: 作把蒸汽機(jī)的發(fā)月號(hào) 推向了一個(gè)新的高峰 , 為大機(jī)器的生產(chǎn)提供了應(yīng)有的條件 , 同時(shí)也為科學(xué)和文明寫了 光輝的一頁(yè) .