1、12 内能与热机12.1 温度与内能(第一课时)知识与技能:1、知道温度的概念和温度的常用单位及国际单位制单位。2、能说出生活环境中常见的温度。3、了解液体温度计的工作原理,会测量温度。过程与方法:了解热岛效应、温室效应,尝试对环境温度发表自己的见解。情感态度价值观:1、了解环境温度对人们生活的影响。2、培养学生关注科学技术对人类生存环境的影响的意识。课前准备:温度计,盛有不同温度水的烧杯(两个) ,水银体温计、电子体温计,寒暑表,多媒体课件一、 引入:师:在学习新课之前,我们先一起来观看好莱坞巨片后天的精彩片段,影片讲述的是由于温室效应造成地球气候突变,全球即将陷入第二次冰河世纪的故事。请欣
2、赏。 (播放影片)伴随影片介绍:自由女神被淹没,冲天巨浪涌进纽约,转瞬间气温骤降,纽约速冻,茫茫冰原上,只留下了自由女神的头像。人类世界在大自然面前显现的如此渺小。师:的确,温度的变化对人类的影响会如此之大,今天我们就一起探讨一下有关温度的知识。二、温度在生活中的例证:师:温度与我们的生活是息息相关的。温度表示物体的冷热程度。你还能列举一些生活中与温度有关的实例或现象吗?学生举例。三、温标师:温度与生活密切相关,就连我们出门该穿什么衣服都与温度有关。播放中美两国的天气预报。师:明天的气温都是 32 度,如果你就在当地,那明天你会穿什么呢?要穿一件外套家一条围巾呢,还是只要穿件短袖衫或 T 恤就
3、可以了?学生回答,引导得出温标。师:做决定前要先弄清楚这个温度的单位是什么,即温标。中国天气预报中 32 度指 32 摄氏度,世界各国一般都使用摄氏温标,有同学知道摄氏温标是如何规定的吗?生:把水的冰点规定为 0 度,水的沸点规定为 100 度,0-100 度之间等分 100 份,每份为 1 摄氏度。师:美国天气预报中 32 度的温标是什么?有同学知道吗?生:美国天气预报中 32 度指 32 华氏度,美国一般使用华氏温标。师:这位同学的知识面非常广,华氏温标规定水的冰点为 32 度,水的沸点为 212 度,之间均分 180 份,每份为 1 华氏度。在物理学中广泛使用的是开尔文温标,它也是温度的
4、国际单位,它规定水的冰点为 273K,水的沸点为 373K。现在你该明白在美国 32 度为什么要穿外套了吧!四、常用温度值师:生活中的一些常用温度值,你们熟悉吗?下面我们就通过一个小游戏来考察一下。想必同学们都看过央视正大综艺吧,其中有一个环节为真真假假 。下面我们也来一回真真假假,我们分A、B、C、D 四个团队,希望大家团结协作,共同完成这个环节。多媒体展示录像:真真假假 (太阳表面的温度,趵突泉泉水的温度,灯泡灯丝的温度,烈日下交警值勤时路面的温度) ,团队回答。师:除了这些,自然界中还有一些特定的温度,我们一起了解一下。(出示图片)五、温度计:一、 引入:师:在学习新课之前,我们先一起来
5、观看好莱坞巨片后天的精彩片段,影片讲述的是由于温室效应造成地球气候突变,全球即将陷入第二次冰河世纪的故事。请欣赏。 (有条件:播放后天影片或让学生回家上网看)伴随影片介绍:自由女神被淹没,冲天巨浪涌进纽约,转瞬间气温骤降,纽约速冻,茫茫冰原上,只留下了自由女神的头像。人类世界在大自然面前显现的如此渺小。师:的确,温度的变化对人类的影响会如此之大,今天我们就一起探讨一下有关温度的知识。二、温度在生活中的例证:师:温度与我们的生活是息息相关的。温度表示物体的冷热程度。你还能列举一些生活中与温度有关的实例或现象吗?学生举例。展示录像:真真假假 (太阳表面的温度,趵突泉泉水的温度,灯泡灯丝的温度,烈日
6、下交警值勤时路面的温度) ,团队回答。师:除了这些,自然界中还有一些特定的温度,我们一起了解一下。三、温标师:温度与生活密切相关,就连我们出门该穿什么衣服都与温度有关。播放中美两国的天气预报。师:明天的气温都是 32 度,如果你就在当地,那明天你会穿什么呢?要穿一件外套家一条围巾呢,还是只要穿件短袖衫或 T 恤就可以了?学生回答,引导得出温标。师:做决定前要先弄清楚这个温度的单位是什么,即温标。中国天气预报中 32 度指 32 摄氏度,世界各国一般都使用摄氏温标,有同学知道摄氏温标是如何规定的吗?生:把水的冰点规定为 0 度,水的沸点规定为 100 度,0-100 度之间等分 100 份,每份
7、为 1 摄氏度。师:美国天气预报中 32 度的温标是什么?有同学知道吗?生:美国天气预报中 32 度指 32 华氏度,美国一般使用华氏温标。师:这位同学的知识面非常广,华氏温标规定水的冰点为 32 度,水的沸点为 212 度,之间均分 180 份,每份为 1 华氏度。在物理学中广泛使用的是开尔文温标,它也是温度的国际单位,它规定水的冰点为 273K,水的沸点为 373K。现在你该明白在美国 32 度为什么要穿外套了吧!四、常用温度值师:生活中的一些常用温度值,你们熟悉吗?下面我们就通过一个小游戏来考察一下。想必同学们都看过央视正大综艺吧,其中有一个环节为真真假假 。下面我们也来一回真真假假,我
8、们分 A、B、C、D 四个团队,希望大家团结协作,共同完成这个环节。五、温度计:师:那我们怎样准确地得出它的温度呢?你能描述温度计的形状构造吗?生:它是个玻璃管,下端有一玻璃泡,里面装有某种液体。师:发温度计给大家,好好观察它的构造,看看还有什么要补充完善的?学生进一步观察生:玻璃泡大,玻璃管的管壁厚但内径细,管外有刻度。师:内径细有什么好处?学生思考,讨论生:温度有微小变化,液体就有明显变化。学生演示使用温度计测水的温度。出示图片引导:使用前观察:量程,分度值使用时注意:玻璃泡浸入读数时,稳定后读,玻璃泡不离开,视线相平。师:生活中你还使用过什么温度计?看图区分并说明理由。 (图略)生:回答
9、师:体温计使用与实验用温度计有什么不同?生:用前要甩一甩,读数时可以拿出来读。师:请学生课下查阅资料了解体温计的缩口的作用。实验用温度计,寒暑表体温计,他们虽然用途不同,但却有着共同的工作原理,谁能说说它们有什么共同特点?生:利用了液体的热胀冷缩。师:生活中还有其他类型的温度计,他们的工作原理就有所不同了,但是都是利用某种性质与温度的关系制成的,例如:数字式温度计就是根据物质导电性与温度关系制成的。随着科学技术的发展和现代工业技术的需要,测温技术也在不断地改进和提高,测量范围越来越广,有的能测量到 3000 摄氏度以上的高温,而且测量结果也越来越精确,希望有兴趣的同学利用课余时间搜集这方面的科
10、学技术信息,对于不同温度计进行分类,搜索,研究,写出研究计划如方案,设想,建议等。六、环境温度师:观看气温变化图,你会发现一种什么现象?结合生活谈一谈自身的体会。生:城市温度明显高于乡村。师:我们把这种现象称为“热岛效应” ,为什么会出现这种现象呢?生:城市生产生活中,燃烧大量燃料,排放出大量的热,等等。师:你认为如何改变城市环境温度,削弱“热岛效应” 。学生畅所欲言。师:“热岛效应”指表现出城乡之间的局部温度差异,但是我们生存的地球这些年来温度也在不断地升高,导致这种现象的原因是日益加剧的“温室效应” 。那么什么是“温室效应”?生:空气中的二氧化碳,甲烷,水汽等气体能让太阳发出的热顺利通过到
11、达地球,但却阻碍地表反射的热散发到大气层,大气的这种保暖作用就像玻璃温室一样,称为“温室效应“。师:大家想一想“温室效应“对我们人类肯定是有害的吗?生:不一定, “温室效应”也是人类在地球上生存的一种必要条件,没有它地球就不会有恒温,人类无法生存。师:但近些年来, “温室效应”不断加剧,全球气温升高,科学家预言:到 2050 年全球温度将上升 24 摄氏度,南北极地冰山将大幅度融化,导致海平面大大上升,热带风暴频发等一系列的气象灾害。那么,我们面对着日益加剧的“温室效应”该做些什么?学生畅所欲言。师:如果我们对温室效应不加以改善,并继续使其更加恶化下去的话,也许就像后天中演的那样, ,当然电影
12、讲的是科幻故事而不是事实, ,但是它对气候变化可能带来的灾难性后果向人们提出了警示。作为地球公民我们有权利更有义务来关心和保护我们的家园。最后,我以印第安酋长的一句话来结束这节课:“人类属于大地,但大地并不属于人类。 ”实践活动:1、观看后天电影2、搜集有关“热岛效应 ”、 “温室效应”资料,结合当地情况,撰写一篇小报告。板书:一、温度表示物体的冷热程度。二、温标1、摄氏温标把水的冰点规定为 0 度,水的沸点规定为 100 度,0-100 度之间等分 100 份,每份为 1 摄氏度。2、华氏温标3、热力学温标三、温度计1、实验用温度计(1)原理(2)结构(3)使用方法:使用前观察:量程,分度值
13、使用时注意:玻璃泡浸入读数时,稳定后读,玻璃泡不离开,视线相平(3)与体温计的区别2、寒暑表3、体温计四、环境温度热岛效应12.1 温度与内能(第二课时)认知目标:(1)了解内能是物体内所有分子无规则运动所具有的动能与势能的总和。内能增加时物体温度升高,内能减少时物体温度降低。了解做功与热传递是改变内能的方法。(2)了解热传递,知道热量是热传递传的热的多少。能力目标:理解内能的概念,热量的概念情感目标:通过学习用内能解释自然现象,培养学生积极用科学知识分析、解决问题的科学精神。教学过程:一、复习上节温度的有关知识二、提出分子动理论的内容:1)所有物质都是由分子组成的,分子间有空隙。2)物体的分
14、子总在不停地做无规则的运动。3)分子间存在引力和斥力。三、提出问题:把红墨水分别倒入热水和冷水中,哪一杯水最先变红?(1) 通过红墨水在水中扩散的快慢与温度有关的现象,分析分子无规则运动的快慢与温度的关系。进而引出内能的概念,并得出内能变化与温度的关系。内能:物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫这个物质的内能。内能大小跟温度有关,当一个物质的温度升高时,该物质的内能增大。四、通过实验观察,引导学生总结归纳改变内能方法。1、空气压缩引火仪的实验2、坐滑滑梯臀部会有灼热的感觉。3、冬天手冷时,你会怎样做?(双手搓搓,或烤火)改变内能的两种方法:(1)做功(2 )热传递其国热传递的方
15、式有三种:热传导、热对流、辐射五、结合上一章物态变化与本章的内能变化,引入热传递。分析热传递,归纳总结热传递作为能量转移的一种形式,具有特定的方向性。热传递的条件:同一物体的两个部分或两个物体间存在温度差。热传递的方向:总是从温度高的部分把热量传给温度低的部分。六、在分析热传递的基础上,引入热量的概念。热量:传递能量的多少叫热量。七、小结八、布置作业:1课本 2、完成 同步训练板书:12.1 温度与内能一、分子动理论的内容:1)所有物质都是由分子组成的,分子间有空隙。2)物体的分子总在不停地做无规则的运动。3)分子间存在引力和斥力。二、内能:物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和,叫
16、这个物质的内能。内能大小跟温度有关,当一个物质的温度升高时,该物质的内能增大。三、改变内能的两种方法:(1)做功(2 )热传递改变内能的两种方法:(1)做功(2 )热传递其它热传递的方式有三种:热传导、热对流、辐射四、热传递热传递的条件:同一物体的两个部分或两个物体间存在温度差。热传递的方向:总是从温度高的部分把热量传给温度低的部分。五、热量:传递能量的多少叫热量。12.2 科学探究:物质的比热容(一)知识与技能1、理解比热容的概念,知道比热容是物质的一种特性2、尝试用比热容解释简单的自然现象3、能根据比热容进行简单的热量计算(二)过程与方法通过探究比较不同物质的吸热能力(三)情感、态度与价值
17、观利用探究性学习活动培养学生自己动脑想办法解决问题的能力实验器材有:电加热器两个、水、煤油、温度计、手表教学过程:一、导入新课指导观察投影:用水冷却汽车发动机图片教师引导:汽车发动机工作时,温度升高,需要用水来冷却。这里用水为什么不用其它液体呢?组织学生讨论,肯定有价值的猜想。点拨:会不会是因为水的吸热能力强呢?引出课题,并板书。展示学习目标。二、水吸热多少与什么因素有关观察烧水投影图片,提出问题:水吸热多少与什么因素有关?根据已有的生活经验说出猜想并说出猜想的依据。鼓励学生大胆猜想,积极发言。 (1)水的质量。猜想的理由:烧开一壶水比烧开半壶水加热时间长,吸热多(2)加热后的温度(3 )升高
18、的温度组织讨论(2) 、 (3)猜想哪个更合理,说出理由:将一壶水烧开比烧成半开吸热多,将一壶凉水烧开比将温水烧开吸热多。为了更准确的做出判断要进行实验探究与学生共同设计实验方案:选用实验器材、测量什么物理量、记录那些数据、怎样分析实验数据以及实验步骤。分组实验,教师巡视指导,肯定优点,矫正错误。投影展示有代表性的一组数据,组织学生讨论如何得出正确结论。一定质量的水,升高相同的温度(初温可以不同,末温可以不同) ,吸收的热量相同。三、比热容(一)实验探究:(1) 、提出问题:展示铜块和铝块,问:如果它们质量相同,升高相同的温度,两者吸收的热量是否相同。由此提出怎样的研究课题,由学生总结。 (2
19、) 、设计实验与制定计划讨论:选择哪两种物质加热进行对比,加热液体好还是固体好;如何控制变量;测量那些物理量;用什么器材。方案一:质量相同的不同物质,升高相同的温度,吸收的热量不同。方案二:质量相同的不同物质,吸收相同的热量,升高的温度不同。(3)进行实验与收集证据按照设计方案,分组实验,小组成员合作,注意操作规范。设计记录表格,准确记录数据。 (4)分析与论证做好两种物质的数据对比,学会分析数据,探究结论,先小组交流意见,再师生共同交流,最后确定实验结论。 (5)评估交流实验的得与失,操作是否规范,实验误差的原因,结论是否恰当,描述是否准确等等。(二)比热容通过实验知道,不同物质吸热能力不同
20、,如何描述这一不同需要引入物理量比热容。正确引导,给出比热容的概念:不同物质质量相同:单位质量升高温度相同:1、概念:单位质量的物质温度升高 1吸收的热量。 (板书) 。学习单位,强调书写。2、观察比热容表,了解常见物质比热容。学会读表,引导学生寻找规律,让学生说出自己的发现:(1)比热容是物质的特性,不同物质比热容一般不同(2)同种物质状态不同时比热容不同(3 )液体的比热容一般比固体的比热容大等等(三)比热容的应用让学生思考交流(1)冬天,暖气管道中用热水取暖(2 )沙漠地区昼夜温差大,为什么?四、热量的计算在明确比热容的物理意义的基础上,如何运用比热容计算物体吸放热呢?举例:将 2kg
21、水加热,升温 10,水吸热多少?让学生讨论,说出计算方法。从而总结出热量的计算公式:Qcm t Q 吸cm(t2t1 ) Q 放cm(t1t2) 说明各个符号代表的物理量,及各个物理量的单位。特别明确t 、 t2、 t1 代表什么温度。例题 1、投影显示题目,明确题意,分析解题思路,解法示例。变式训练:利用公式,分别会计算 Q 吸、Q 放、c、m、t、t0、t五、练习巩固:题目见随堂练。学生板演,为其他学生示范,同时引导学生发现错误。教师指导做题,及时反馈矫正。六、课堂总结回扣目标,总结学到了什么,有哪些疑问,及时补救。七、板书:12.2 科学探究:物质的比热容一、水吸热多少与什么因素有关(猜
22、想)(1)水的质量。(2)加热后的温度(3)升高的温度小结:一定质量的水,升高相同的温度(初温可以不同,末温可以不同) ,吸收的热量相同。二、比热容1、概念:单位质量的物质温度升高 1吸收的热量。2、观察比热容表,了解常见物质比热容。发现:(1)比热容是物质的特性,不同物质比热容一般不同(2)同种物质状态不同时比热容不同(3)液体的比热容一般比固体的比热容大三、热量计算(对同一物质状态而言)热量的计算公式:Qcmt Q 吸cm(t2 t1 ) Q 放cm(t1 t2 )123 内燃机认识方面:1常识性了解汽油机的基本构造和工作原理。2常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。3常识性
23、了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。能力方面:利用燃料内能方面,也不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面,因此要建立热机效率的概念,并与机械效率作联系和类比。情感态度价值观:懂得热机在给人们带来方便的同时,也造成了环境污染。教具:内燃机示教模型(带电源) ,教学挂图教学过程:1复习什么是热机?2引入新课用酒精灯给试管中的水加热,由于燃料在试管外燃烧,热量损失较大,内能的利用率较低。能不能把燃料移到内部去燃烧,来获得更大的动力?3进行新课板书:第三节 内燃机内燃机:燃料在气缸内燃烧的热机(1)汽油机最常见的内燃机,以汽油或柴油为燃料,分别叫做汽油机和柴油机我们首先介绍汽油机板书:一、汽油
24、机:用汽油作燃料的内燃机构造(出示模型或挂图。边指示边讲解) 。进气门,排气门,火花塞,气缸,活塞,连杆,曲轴。 (介绍名称的同时,介绍各部分的功能)冲程:活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程工作原理。(边动作边讲解,并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况)内燃机的工作过程以一个循环为一个单元,一个循环又分为四个冲程开始工作前,活塞位于气缸上端,进、排气门均关闭。工作时,活塞由上向下运动,进气门打开,排气门仍关闭。由于缸内体积增大,压强减小,空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程板书:吸气冲程活塞运动到最下端,就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭,混合气体被强行压
25、缩,使气体的温度升高,压强增大。这是第二个冲程板书:压缩冲程压缩结束时虽然温度较高,但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压气体,高温高压燃气推动活塞由上向下运动,通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程板书:做功冲程做功冲程结束,活塞继续由下向上运动,进气门关闭,排气门打开,燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程板书:排气冲程此后,活塞又由上向下运动,从此进入下一轮循环能的转化。教师:汽车在开动前,是如何使内燃机起动的?学生:接通电源,开动“马达” 。学生:用手“摇车” 。教师:“马达”也好, “摇车”也好,都是为
26、了给内燃机输入能量,通过外力先使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴通过连杆带动活塞运动,消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功,内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功,一部分通过飞轮(与曲轴相连的质量较大的轮子)保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动,靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。板书:在做功冲程燃气对活塞做功,内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成(2)柴油机板书:二、柴油机:用柴油作燃料的内燃机柴油机与汽油机有共同的地方,也有不同之处。柴油机与汽油机的相同点:都是内
27、燃机;一个工作循环都要经历四个冲程柴油机与汽油机的不同点:构造方面:柴油机没有火花塞,而在相应位置上安装的是喷油嘴。工作过程上:吸入的气体不同(汽油机吸入的是什么?柴油机吸入的只是空气) ;压缩情况不同(问:汽油机压缩冲程末温度、压强多大?柴油机压缩冲程末,气体体积要小得多。所以压强更大,温度更高,这个温度早已超过了柴油的燃点) ;点火方式不同(汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点,从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式) ;用途方面:柴油机比汽油机便宜,但汽油机一般比柴油机轻巧,所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船
28、、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。4小结(略)5布置作业(l)简述四冲程内燃机的工作过程。(2)回答下列问题:内燃机的四个冲程顺序能颠倒吗?为什么?内燃机一个工作循环活塞往复运动几次?曲轴转动几周?板书:123 内燃机内燃机:燃料在气缸内燃烧的热机最常见的内燃机,以汽油或柴油为燃料,分别叫做汽油机和柴油机一、汽油机:用汽油作燃料的内燃机1、构造(出示模型或挂图。边指示边讲解) 。2、进气门,排气门,火花塞,气缸,活塞,连杆,曲轴。3、冲程:活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程4、工作原理:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程二、柴油机:用柴油作燃料的内燃机柴油机与汽油机的相同
29、点:都是内燃机;一个工作循环都要经历四个冲程。柴油机与汽油机的不同点;构造方面;工作过程上;吸入的气体不同;压缩情况不同;点火方式不同12.4 热机效率和环境保护知识与技能:、建立热值概念。知道热值是燃料燃烧放热的特性,了解热值的表示法和常见燃料的热值,能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道可以怎样提高热机效率,及提高热机效率的意义所在。情感、态度与价值观:了解热机的利用与人类社会发展的关系,并能简述热机的使用产生的排放物对环境不良影响,培养自觉的环保意识。教学过程:一、燃料的热值及简单计算、热机是利用燃料燃烧释放出的能量(热量)转化
30、成机械能装置。展示 :蒸汽机车拖着长长的列车,冒着浓烟在原野急驰。 (煤炭)装有汽油机的运动赛车,在赛道上风驰电掣般的飞驰。 (汽油)飞行中的喷气式飞机尾部喷着高温高速气体。 (航空煤油)火箭喷着长长的火舌,在起飞台上冉冉升起。 (化学燃料)、质量相同的不同燃料完全燃烧释放出的能量(热量)是不相同的演示:常规燃料标本:木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气(透明塑料打火机中装有)研讨: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。一个无烟煤(0.6kg)只能烧开 5 瓶水,而 0.6kg 的液化气可以烧一天的饭菜、
31、开水以及还可以烧淋浴的洗澡水。、每 kg 某种燃料完全燃烧释放出的能量(热量)称为这种燃料的热值:()查书中热值:说出展示的几种燃料标本各自的热值:质量是的燃料完全燃烧放出热量是:Q 放=qm例:完全燃烧 100 克酒精能释放出热量(q 酒精=3.0107J/kg Q 放=3.0107J/kg0.1kg=3.0106J)二、热机效率、热机工作时,不能把燃料释放的能量全部利用。研讨:站在内燃机排气口附近就会闻到汽油或柴油的气味 燃料燃烧并不彻底造成能量损失,如:打开发动机机盖,便觉一股热气扑面而来机械散发热量造成能量损失有人曾用汽车尾气的热量加热饭菜废气排放也损失部分能量发动机各部分零件相互摩擦
32、消耗部分能量结论:热机利用的做有用功的热量只占燃料燃烧放出热量小部分。、热机效率:()用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。(Q 有Q 总放100%) (类比) ( 机械=W 有/Q 燃100%)结合火力发电站能流图,来研讨热机效率。结论:由于热损失的原因多,热机效率一般较低。热机是人类使用的主要动力机,尽管它的效率不高,我们仍然离不开它。、为了合理利用能量人类一直在努力提高热机效率。研讨:提高热机效率的途径,让燃料充分燃烧。减少发动机各部分之间的摩擦。下决心关停耗能的热机。研究开发热能效率更高的热机。、计算热机效率:一台大型推土机的推力约为 3104N,匀速推着土总行程达10
33、km,消耗柴油约 30.3kg,求推土机上装的柴油机的热机效率。解: Q 有Q 总放100%=W 有/q 柴油 m 柴油100%=3104N 104m/3.3107(J/kg)30.3kg100%30%答:这台柴油机热效率为 30%。点燃一只无烟煤(0.6kg ) ,能烧开 5 瓶水,而点燃 0.6kg 的液化气可以供普通人家烧一天的饭菜,开水还可以烧淋浴用的洗澡水。这样看来:不同的燃料不相同。若 q 无烟煤 3.4107J/kg, 5 瓶水的质量约为 9.5kg,从 20烧开,那么这个煤炉的热效率是多少?三、热机为人类社会发展的贡献,同时也带来的环保问题。、热机发展史:蒸汽机(效率 10%)
34、 ,蒸汽轮机(效率 20%) ,内燃机(效率 30%) ,燃气轮机(效率 40%)、对人类社会的贡献:极大地提高了生产力“蒸汽机发明后的一百年间,人类所做的工作量相当于以往几千年工作量的总和“,极大地改观了交通状况:帆船横渡大西洋约需 25-30 天,蒸气机驱动的轮船约用 17 天以内。柴油机轮船约为 10 天,协和式超音速客机只需 3.5 小时就可以从巴黎飞到纽约。、热机使用引起的环境问题:内燃机大量排放的废气会形成毒雾天气,“酸雨“现象。中国在重庆等地危害严重,西欧、美国等地还更为严重,造成植被大量死亡,也造成大量湖泊中的成批鱼类的死亡。目前世界各国都制定了汽车尾气的排放标准,减少了煤的使
35、用量,来控制废气造成的危害。四、小结略五布置作业:1、 为什么要提高热机效率?提高热机效率大致有哪些途径?为什么热机效率肯定不会提高到 100%?2、 完成 P21-23六、板书:12.4 热机效率和环境保护一、燃料的热值每 kg 某种燃料完全燃烧释放出的能量(热量)称为这种燃料的热值:()质量是的燃料完全燃烧放出热量是:Q 放 =qm二、热机效率热机利用的做有用功的热量只占燃料燃烧放出热量小部分。热机效率:()用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比。Q 有Q 总放100%三、热机为人类社会发展的贡献,同时也带来的环保问题。12 内能与热机(复习课)温度计的构造的测温原理温度的测
36、量 摄氏温标的规定,摄氏温标与热力学温标的关系。温度计的正确使用。物态变化升 华固液气熔点熔化沸点汽化凝点凝固液化降低温度压缩体积凝华蒸发沸腾内能的改变汽油机柴油机内能的利用热现象分子运动论的基本内容分子运动论固体、液体、气体的分子结构内能的概念 比热做功 能量守恒定律热传递 热量燃料的燃烧值内能 加热做功 内燃机 构造。 工作过程热机效率1.温度计的选择和使用:测量物体温度的仪器是温度计,由于测量的要求不同,对温度计的选择也不相同。测量气温的温度计是寒暑表,因为室内外温度变化范围不很大,所以寒暑表的测范围是-3050,它的最小刻度为1,所用液体是酒精。体温计是测量人体温度的仪表,人体温的变化
37、范围较小,但测量准确程度要较高,所以使用玻璃管有缩口的水银温度计,且内径很细。体温计的测量范围是 3542 ,最小刻度是 0.1。实验用的温度计有酒精,水银或煤油温度计。因为酒精在 1 标准大气压的沸点是 78.5,所以用酒精温度计不能测沸水温度,在寒冷地区,气温很低,可以达到零下 40以下,而水银的凝固点为-38.8, 所以在寒冷地区不能用水银温度计测温度。2.物态变化与吸放热:物态变化是自然界的常见现象。在物态变化过程中,一定同时件随着吸热和放热。其中熔化、汽化、升华是吸热过程。凝固、液化、凝华是放热过程。物体吸热时,内能增加;物体放热时,内能减小。在熔化和凝固过程中,要注意区分晶体和非晶
38、体。举例说,晶体在熔化过程中,吸收热量,温度不变,增加了的动能又增加了分子的势能。我们平时说物体温度升高,内能增加的含义是在物体分子势能不变的情况下,分子动能增加的缘故。但是“物体内能增加,则温度一定升高”的说法显然是不正确的。另外,在晶体熔化,晶体熔液凝固、液体沸腾过程,应同时满足的条件是:是否到达熔点、凝固点或沸点。是否能够吸热或放热。3.区分温度、热量及内能:在热现象的研究中,出现了温度、热量、内能三个既相互间有关联,又彼此独立的物理量。所以它们容易混淆。温度是表示物体的冷热程度,从分子运动论的角度看,它是表示某一时该分子热运动的剧烈程度。由于物体的分子在永不停息地做无规则运动,所以在任
39、何一个时刻物体分子的运动状态都由温度表示。当物体温度升高,分子运动加剧,分子的动能增加。物体的内能增加。当两个物体之间存在着温度差,就会发生热传递。而物体之间或同一物体的不同部分在热传递过程中吸收或放出热的多少叫热量,即热量是热传递过程中的能转移多少的量度,所以不能说物体含有热量。热量是过程量。内能的改变有两种方式:做功和热传递。热传递的实质是内能在物体间的转移,做功的实质是内能和机械能的转化。【解题点要】例 1.测量某种液体的温度的步骤是:1._,2._,3._,4._,5._A.选取适当量度范围的温度计 B.估计液体的温度C.温度计的液柱不再升高时 D.让温度计与被测液体充分接触几分钟E.
40、观察温度计的示数解析使用温度计测量液体温度时,首先估计液体的温度,然后选取适当量程范围的温度计进行测量,将温度计插入液体中让温度计的玻璃泡与被测液体充分接触,当温度计的液柱稳定后,观察温度计的示数读数。正确的步骤是 B、A、D 、C 、E。例 2.把 100 克 0的冰投入 200 克 0的水中,若不和外界发生热交换,则( )A.有少许冰化成水 B.有少许水结成冰C.冰水温度不变 D.冰水质量比不变解析把 100 克 0的冰投入 200 克 0的水中,因为它们之间没有温度差,而且它们和外界也不发生热传递,所以冰不能熔化为水,水也不会凝固成冰,所以冰水的温度不发生变化,冰水的质量比不发生变化。正
41、确答案为 C、D 选项。例 3.在物态变化中,下述论述正确的是( )A. 在任何温度下, 液体都可以汽化B. 在一定温度下,液体才可以汽化C. 在温度足够低时, 所有气体都可以液化D. 在常温下,通过压缩体积可以使以有气体液化解析汽化的两种方式是蒸发和沸腾,蒸发在任何温度下都能发生 ,A是正确的。气体液体的方法的两种:降低温度和压缩体积,所有的气体都可以用降低温度的方法使其液化,C 是正确的。有的气体可以在常温下用压缩体积的方法使其液化,但大部分气体必须先降温到一定的程度后,才能用压缩体积的方法使其液化,D 是错误的。所以正确的答案是 A、C。例 4.下列说法正确的是( )A.0的冰没有内能B
42、.具有内能的物体必定同时具有机械能C.具有机械能的物体必定同时具有内能D.没有机械能的物体必定没有内能解析内能是指物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。温度高低或机械能的有无,都不能使物体分子停止做无规则运动,所以,一切物体都具有内能。具有内能的物体,如果静止在地面上,它就不具有机械能。所以,一切物体都具有内能。具有内能的物体,如果静止在地面上,它就不具有机械能。所以选项 C 正确。例 5.下列事实中,最能说明物质吸收的热量跟物质的种类有关的是( )A.体积相等的两杯水温度升高 10,它们吸收的热量相同。B.质量相等的两块铜温度分别升高 5和 10,它们吸收的热量不相同。C.体积相等的水和煤油温度都升高 10,它们吸收的热量不相同。