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2.3 熱機(jī)效率 教學(xué)目標(biāo) 一、知識與能力 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)的使用對社會的貢獻(xiàn)及其給環(huán)境帶來的影響。 二、過程與方法 經(jīng)歷分析“汽車內(nèi)燃機(jī)的能量流向”的過程，學(xué)習(xí)簡單的定量分析方法。 三、情感、態(tài)度與價值觀 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)人類社會發(fā)展的同時也造成了環(huán)境污染，有利于理解可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)涵。 2.認(rèn)識到當(dāng)前人類現(xiàn)代化的生活對能源的依賴和能源緊缺對人類生存的巨大挑戰(zhàn)，認(rèn)識到節(jié)約能源和開發(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)過程 一、復(fù)習(xí)提問，引入新課。 師：我們在八年級下學(xué)期學(xué)習(xí)物理的第十一章《機(jī)械與功》時，介紹了機(jī)械效率的概念，哪位同學(xué)能夠說一說？ 學(xué)生交流回答：在使用機(jī)械的過程中，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，也有效率的問題，這一節(jié)我們就來討論這個問題。 二、進(jìn)行新課。 (一)熱機(jī)效率。 師：一輛汽車從身旁駛過，有時根據(jù)人的嗅覺就能知道它的發(fā)動機(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：說得很對。但你們想過沒有，排出的氣體中仍有汽油或柴油味這說明了什么？ 生：說明汽油或柴油并未完全燃燒。 師：既然燃料沒有完全燃燒，就說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？請同學(xué)們結(jié)合教材圖2—3—2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很高，如果不能及時散熱，就會使活塞和汽缸粘連，必須通過水循環(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)加起來已經(jīng)接近70%了！ 熱機(jī)輸出的有用功并不是全部用來提供機(jī)械(例如汽車)的牽引力。 學(xué)生活動：閱讀教材第30頁的“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《大眾科學(xué)》雜志評出2006～2007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，會把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動活塞運(yùn)動，產(chǎn)生第五沖程，為汽車提供動力。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)工作的場景。 學(xué)生活動：結(jié)合教材圖2－3－6，交流討論熱機(jī)對我們生活的影響。 小結(jié)：蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、火箭發(fā)動機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)。 (三)地球就在我們手中。 學(xué)生活動：自己閱讀討論教材第31頁，說出熱機(jī)的使用給環(huán)境帶來了哪些危害？ 小結(jié)：廢氣污染、溫室效應(yīng)、熱污染、噪聲污染等等。熱機(jī)，給人類文明帶來了進(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)境問題——內(nèi)燃機(jī)大量排放的廢氣會形成毒霧天氣，“酸雨”現(xiàn)象對我國重慶等地危害嚴(yán)重，西歐、美國等地還造成植被大量死亡，也造成大量湖泊中的成批魚類死亡。目前世界各國都制定了汽車尾氣的排放標(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)合我國現(xiàn)在鼓勵用戶購買小排量轎車，減少環(huán)境污染采取的措施。 【板書設(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)動機(jī)、噴氣發(fā)動機(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。 【教學(xué)探討與反思】 提高熱機(jī)的效率，并非易事，需要解決的問題還很多，甚至每前進(jìn)一步都要付出艱苦的努力。不過我們相信，隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，以及新能源的不斷開發(fā)，熱機(jī)的性能一定會得到較大提高。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，為人類研制出更新更好的熱機(jī)。對于“地球在我們手中”部分的教學(xué)，還可通過閱讀資料或參觀訪問、請專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)境問題及治理情況收集一些素材，充實(shí)教學(xué)內(nèi)容。 - 2 -