热机的效率教案
教学目标:
1. 理解热机的效率的含义,知道热机效率的物理意义。
2. 知道热机效率的公式和单位,能用公式进行简单的计算。
3. 经历探究热机效率的过程,学习从物理意义上认识物理量,进一步体会探究的意义。
教学重点:
理解热机效率的物理意义,能用公式进行简单的计算。
教学难点:
探究热机效率的过程。
教学准备:
学生准备:每个学生准备一台小电动机、电源、开关、酒精灯、烧杯、水、铁架台、木棒等实验器材。
教师准备:汽油机模型、投影仪、收集生活中有关热机的图片或实物。
教学时间:1课时
教学过程:
一、引入:
1. 放映一些有关内燃机的图片或出示实物,引入内燃机有关知识。
2. 提问:什么是热机?你知道哪些热机?
3. 启发思考:内燃机工作过程中能量是怎样转化的?进一步导出热机效率的概念。
二、进行新课:
1. 讲解热机效率的概念。
2. 分析影响热机效率的因素(教师可边分析边出示相关内容)
(1)废气对活塞做功,并不是所有的内能都能转化为机械能(绝对值)。
(2)燃料未完全燃烧,消耗了更多的燃料(绝对值)。
(3)克服各种摩擦做功(相对值)。
①各部件之间的摩擦使部分机械能损失而转化为内能,一部分能量消耗在零件上。
②由于燃气的内能不可能全部用来做功,必然会有一些能量损失掉。
③由于外部环境的影响,如大气流动等也会造成能量的损失。
3. 归纳小结(师生共同完成)
(1)热机效率的定义:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比,即η=W有用/Q总×100%。(教师板书)
(2)公式中各符号的含义及单位。如有用功的符号为W有用,单位为焦耳(J);总能量单位也是焦耳;燃料完全燃烧放出的能量Q总单位是焦耳;而汽油的热值单位是焦/千克;g=9.8N/kg等。单位一定要统一,这是我们计算时要注意的。(教师强调)
(3)讨论:①提高热机效率的途径。②在热机的使用过程中,怎样才能减少能量的损失,进一步提高效率?③生活中哪些地方用到了热机?(学生讨论后回答)
4. 练习(附在后面)并讲解)
三、布置作业:P85 1、2题。
相关例题:
【题目】某型号柴油机的功率是80kW,每小时消耗柴油的质量为多少?已知柴油的热值为3.3×107J/kg。假设柴油机总功的75%用来做有用功。(结果保留三位小数)
【分析】
本题考查了学生对功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,能灵活运用公式是本题的关键。求出柴油机的功率和工作时间可求出柴油机每小时消耗柴油放出的热量;已知柴油的热值和燃料的质量以及放出的热量可求出柴油的质量。再根据效率公式求出有用功,最后根据$W = Gh$求出重力做的功。本题考查了学生对功率公式、燃料完全燃烧放热公式、效率公式的掌握和运用,能灵活运用公式是本题的关键。本题难度不大,属于基础题。
【解答】
解:($1$)由$P = frac{W}{t}$可得,柴油机每小时消耗柴油所做的功:$W = Pt = 80 times 10^{3}W times 3600s = 2.88 times 10^{7}J$;由$Q_{放} = W$可得,柴油完全燃烧放出的热量:$Q_{放} = W = 2.88 times 10^{7}J$;由$Q_{放} = mq$可得,消耗柴油的质量:$m = frac{Q_{放}}{q} = frac{2.88 times 10^{7}J}{3.3 times 10^{7}J/kg} approx 0.9kg$; ($2$)由题知,$eta = frac{W_{有用}}{W_{总}} = frac{75%}{100%} =
热机的效率教案
教学目标:
1. 理解热机的效率的含义,知道热机效率的物理意义。
2. 知道热机效率的公式和单位,能用公式进行简单的计算。
3. 经历探究热机效率的过程,通过实验数据的处理分析来探究热机的效率。
教学重点:
探究热机的效率。
教学难点:
能用公式进行简单的计算。
教学准备:
学生分组实验:用加热器给质量相等的水和煤油加热,使其升高一定的温度,用温度计和秒表测量时间并记录数据。
教学过程:
一、引入:效率在生产和生活中有着广泛的应用,我们已学过机械效率,今天我们来学习另一种效率——热机的效率。
二、新课教学:
1. 热机效率的定义。
教师活动:引导学生推导出一台热机所做的有用功和总功的比值。
学生活动:根据热机工作时的特点及能量转化情况,讨论并得出热机效率的定义。
教师活动:讲解热机效率的物理意义。
学生活动:总结热机效率的含义及物理意义。
2. 热机效率的公式及单位。
教师活动:介绍有关的单位,使学生明确单位可以表示物理量的大小,数值可以表示物理量的多少。
学生活动:记录有关的单位并表示物理量的多少。
3. 探究热机效率的实验。
教师活动:介绍实验装置及实验原理,说明实验时要注意的问题。组织学生分组实验,并提示注意观察温度计和秒表的变化。
学生活动:分组进行实验,并注意观察温度计和秒表的变化,并把实验数据记录在课本上。分析实验数据,得出结论。讨论实验误差的原因及分析。
三、例题讲解:例题:(XX年天津市)为了测定煤油的比热容,在两个相同的烧杯中分别盛有质量和初温都相同的水和煤油,用两个相同的电加热器给它们加热,且只让煤油吸收热量,测出煤油的比热容为C1,用另一个电加热器给水和煤油加热到相同温度时(水和煤油吸收的热量相等),测出水的质量为m1、水的初温和末温分别为t1和t2,水的比热容为C2,则C2与C1的关系是C2______C1(填“>”、“<”或“=”)。
四、小结:让学生总结本节课的主要内容,强调比热容的概念及物理意义。并让学生举例说明生活中哪些地方用到了比热容的知识。
五、作业:课本第7页第1、2题。
热机的效率教案
教学目标:
1. 理解热机的效率的含义,知道热机效率的表达式。
2. 经历探究热机效率的过程,通过实验数据的分析、归纳,得出热机效率的表达式。
3. 培养学生观察和实验能力,分析归纳能力和语言表达能力。
教学重点:
探究得出热机效率的表达式。
教学难点:
探究过程的设计。
教学过程:
一、引入:
通过前面的学习,我们已经知道了热能的利用率低是能源利用方面的一个重大问题。那么,我们如何来衡量热能的利用效率呢?这就是我们这节课要研究的内容——热机的效率。
二、新课教学:
1. 热机效率的定义。
教师活动:我们通常把热机用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫做热机的效率。有公式表示:η=W/Q×100%。
学生活动:阅读课本内容,回答问题“热机效率的定义是什么?”
教师活动:强调“有用功”是指对人们有利用价值的那部分能量,而总能量包括燃料完全燃烧放出的热量和由于散热、机器运转消耗的能量等。
2. 探究影响热机效率的因素。
教师活动:引导学生回忆课本图2.7中两个同学讨论的内容,并回答问题:影响热机效率的因素有哪些?并出示实验装置。
学生活动:回忆讨论内容,回答影响热机效率的因素有:燃料不同、燃料燃烧的情况不同、做功的多少、环境情况等。并设计实验验证。
教师活动:出示实验数据,并引导学生分析实验数据,得出影响热机效率的因素有废气带走的能量和由于摩擦等消耗的能量。并归纳出热机效率的表达式。同时介绍提高热机效率的方法。
三、课堂小结:学生归纳总结本节课所学内容。
四、随堂练习:完成课本36页中的“做一做”。
五、课后作业:完成练习册中的相关练习。
六、板书设计: 热机的效率
有用功:对人们有利用价值的那部分能量。
总能量:燃料完全燃烧放出的热量和由于散热、机器运转消耗的能量等。
热机效率的定义:热机用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量比值叫做热机的效率。表达式η=W/Q×100%。提高方法:(1)让燃料充分燃烧;(2)减少机械的摩擦和散热损失;(3)保持良好的状况,减少废气带走的热量。
例题分析:分析下列说法是否正确?为什么?
(1)汽油机的效率比柴油机的效率高,是因为汽油机比柴油机用油少。(2)在热机的各种损失中,废气带走的能量最多。
常见问题:什么是热机的效率?影响热机效率的因素有哪些?如何提高热机的效率?初三物理热机的效率教案应包含哪些内容?如何进行有效的课堂小结和随堂练习?如何布置合适的课后作业?