热机
教学设计
教学目标
1．了解四冲程汽油机的基本工作原理。
2．从能量转化的角度认识燃料的热值。
3．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
4．通过能量的转化和转移，认识热机效率。
教学重难点
1．汽油机的工作原理及能的转化过程；
2．燃料的热值、热机效率。
教学过程
导入新课
方案一：实验导入：如图在试管中装些水，用橡胶塞塞住试管口，加热使水沸腾，观察现象。
问题：实验过程中能量是怎样转化的？
方案二：问题导入：
人要生存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，你知道汽车、飞机是怎样利用燃料提供的能量工作的吗？
方案三：燃料燃烧时释放大量的内能，如何使这些内能为人类做功服务呢？
如图所示中，a图和b图是常用的交通工具轿车和飞机，c图是军事上用的坦克，d图是把卫星发送上天的火箭，它们有什么共同点呢？[来源:学科网]
推进新课[来源:Zxxk.Com]
一、内燃机
(课件展示)把内能转化为机械能的机器叫热机，热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等，今天我们主要来研究内燃机。
(课件展示)展示内燃机剖面图：让学生明确燃料直接在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
学生活动：观察汽油机模型，在教师指导下找出汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等各部分构造的位置。(课件展示)
学生操作：利用汽油机活动模型，操作并观察汽油机工作中每一个冲程的工作情况。
教师演示：用多媒体将一个工作循环连续起来展示。(课件展示)[来源:Zxxk.Com]
讨论得出：内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。[来源:Z。xx。k.Com]
边展示边讲解：每一冲程中气门的开闭、活塞的运动，能量的转化等情况。
学生活动：讨论归纳，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
根据课件展示，对照汽油机的工作过程，了解柴油机工作中每一冲程的工作情况。
学生活动：讨论归纳，(1)汽油机和柴油机的相同点。(2)汽油机和柴油机的不同点。
二、燃料的热值
类比：联想密度、比热容定义的建立，得出热值的定义。
多媒体展示：一、燃料的热值：1 kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。(课件展示)
思考讨论1：由密度、比热容定义及公式，你能否得出热值的公式、单位及物理意义。
总结得出：热值公式：q＝，单位是焦每千克(J/kg)，物理意义是完全燃烧1 kg的某种燃料放出的热量是多少焦耳。(课件展示)
思考讨论2：定义中没有“完全”两字行不行？为什么？
分析得出：不行，因为只有在完全燃烧的情况下才比较不同物质放出热量的多少。
思考讨论3：燃烧过程中能量是如何转化的？化学能转化为内能。
阅读分析：小资料中“一些燃料的热值”，你得出什么结论？
分析得出：热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。
三、热机的效率
思考讨论：用煤气烧开水时，燃烧放出的能量都被水吸收了吗？到哪儿去了？
讨论得出：水只是吸收了一部分，另外壶要吸收热量、向空气中散失热量、还有燃料也不一定完全燃烧损失一部分能量，所以存在热效率的问题。[来源:学科网ZXXK]
观察分析：内燃机的能流图，燃烧放出的热量到哪儿去了？
讨论得出：在内燃机中，由于燃烧不完全而损失的能量很小；排出的废气温度较高，要带走很大一部分能量；一部分能量消耗在散热上，还有一部分能量消耗在克服摩擦做功上(如活塞和汽缸间的摩擦、各部件连接处的摩擦等)；所以只有一部分能量能够用来做功。(课件展示)
引入：用来做有用功的那部分能量，与燃料燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。(课件展示)
课堂小结
1．燃料的热值q＝。
2．知道内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成以及各个冲程的具体情况。
3．热机的效率及怎样有效地利用燃料。
板书设计
四、热机
热机
