热机优质课教案

第四节热机

教学目标：

一、知识与技能

（1）了解四冲程汽油机的构造和基本工作原理；

（2）从能量转化的角度认识燃料的热值；

（3）通过能量的转化和转移，认识效率。

二、过程与方法

通过学生讨论和教师讲解了解燃料的热值和热机的效率。

三、情感态度与价值观

通过阅读“科学世界现代汽车”扩展学生的知识面。

教学重点：了解四冲程汽油机的工作原理，燃料的热值。

教学难点：热机中的能量转化及损失，了解热机效率。

教学过程：

一、创设情境引入新课

随着社会的发展与进步，汽车离我们的生活越来越近，它为什么能在公路上驰骋？因为它里面装有一颗心脏——热机。

二、合作交流解读新知

1、热机

引导学生对软木塞被冲出这一实验进行分析得出：热机就是把内能转化为机械能的装置。

教师介绍热机的种类：内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等。

2、内燃机——汽油机

（1）出示图片，引导学生了解汽油机的构造：汽缸、气门、活塞、曲轴、火花塞。

（2）教师介绍汽油机的工作原理：汽油在汽缸内燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功，把内能转化为机械能。

（3）学生探讨什么是冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫一个冲程。

（4）学生读图，回答“想想议议”的问题，从而了解四冲程汽油机的工作过程。

吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动；

压缩冲程：进气门排气门同时关闭，活塞向上运动，机械能转化为内能；

做功冲程：进气门排气门同时关闭，活塞向下运动，内能转化为机械能；

排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。

总结：汽油机在一个工作循环中，有四个冲程，活塞来回2次，曲轴转2周，对外做功1次。

课外作业：查阅资料，了解柴油机在构造和工作原理上与汽油机有何异同。

过渡：时代在进步，汽车也随着时代的进步在逐渐增多，但燃油作为一种不可再生资源却越来越少，因此现在许多汽车已不再以汽油和柴油作为燃料，而以天然气作为燃料。但以天然气为燃料的汽车有一个很大的缺点——动力不足，这是为什么呢？原来质量相同的不同燃料燃烧时放出的热量不一样。这是我们接下来要探讨的问题——燃料的热值。

3、热值

举例说明燃料燃烧时放出热量的多少与燃料的质量与燃烧程度有关，再运用控制变量法总结得出热值的概念。

（1）热值：1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。

（2）表示符号及单位：q； J／kg

（3）计算公式：Q＝mq。

（4）说明：热值和前面所学的密度、比热容相似是物质的特性。

过渡：实际上燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量小。这是我们要探讨的下一个问题——效率

4、热机效率

由前面学习的机械效率对比得出热机的效率

（1）概念：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。

（2）计算公式：＝W有／Q＝W有／mq

阅读教材139页，总结燃料释放的能量哪里去了？引导得出提高效率的方法。

（3）提高热机效率的方法：尽量使燃料燃烧充分；减少热量的损失。

三、巩固提高

例：一辆汽车的输出功率为66.15KW，每小时消耗汽油14kg，请计算发动机的效率。

（汽油的热值为4.6×107 J／kg）

解:发动机每小时做功：W＝pt＝66150w×3600s＝2.38×108J

汽油完全燃烧放出的能量：Q＝mq＝14 kg×4.6×107 J／kg＝6.44×108J

发动机的效率：＝2.38×108J／6.44×108J×100﹪＝37﹪

答：发动机的效率为37﹪。

四、总结反思拓展升华

1、汽油机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气。

2、热值：1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量。单位：J／kg

3、热机的效率：让燃料尽量充分燃烧；减少热量的损失。

五、作业布置

完成配套练习册81页练习四

六、板书设计

四热机

1、热机3、热值——q

内能——机械能（1）概念：1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量

2、内燃机——汽油机（2）单位：J／kg

（1）构造（3）公式：Q＝mq

（2）原理4、效率

吸气冲程（1）概念：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出压缩冲程的能量之比。

做功冲程

排气冲程（2）计算公式：＝W有／Q＝W有／mq

（3）提高效率的方法：尽量使燃料燃烧充分；减少热量的损失。