物理教學方案：燃料及其熱值

時間：2022-10-07 17:42:25 方案

物理教學方案：燃料及其熱值

　　教學目標

物理教學方案：燃料及其熱值

　　知識目標

　　（1）知道在燃燒過程中燃料的化學能轉化為內能；

　　（2）知道什么是燃料的燃燒值和單位，會查燃料燃燒值表．

　　能力目標

　　會計算某種燃料完全燃燒放出的燃料．

　　情感目標

　　結合有效利用燃料的途徑，使學生懂得節約和充分利用能源的重要意義．

　　教學建議

　　教材分析

　　本節有兩部分，“燃料的熱值”從生產和生活的一些現象出發，說明了現代社會中使用的能源主要是內能，且由燃料燃燒得到．又提供了科學資料，列舉了幾種燃料的熱值，并給出了熱值的定義和單位，本處要求學生能做簡單的計算．

　　“有效利用燃料”直接聯系實際介紹了燃料燃燒利用的情況，并分析現代的大型鍋爐，說明了提高利用率的方法，最后結合具體數據介紹了提高燃料的利用率的實際意義．

　　教法建議

　　引入新課的方法，可以由學生聯系生產和生活的實際來舉例分析，而知道在現代社會中，使用能量主要還是從燃料燃燒中獲得的內能．

　　“燃料的熱值”，學生觀察和分析教材的或教師提供的科技資料，學習熱值的概念，并用簡單的數學方法，會進行有關的熱值計算．

　　“有效利用燃料”，教師分析，使學生知道燃料實際很難完全燃燒，只有一部分被利用，引出了使用效率問題，可以用畫比例圖的方法讓學生深入理解爐子的效率．接著學生閱讀資料（課本上的或教師提供的）得出提高鍋爐的效率和燃料的利用率的方法．本部分內容可以學生小組討論．對于提高燃料利用率，也是采用提供學生學習資料，學生可以課下收集相關內容學習，提高學生信息收集和處理能力．學生從學習中體會到可持續發展的思想．

　　教學設計方案

　　燃料及其熱值

　　【課題】燃料及其熱值

　　【重難點】重點是燃料熱值的概念和單位，并根據定義計算燃料燃燒放熱的有關問題．提高爐子的效率要從聯系實際入手，分析實際問題，知道爐子的效率．

　　【教學過程方案參考】

　　一．引入新課

　　方法1、聯系生產和生活的實例說明人類利用的能量主要是從燃料燃燒中獲得的內能．教師可以參考的實例有：a、原始社會火的利用；b、現代社會中取暖的方法之一煤取暖；取暖方法之二電取暖，而電能的獲得主要的方法是火力發電；c、新能源利用處于發展階段而不是成熟階段．

　　方法2、對于基礎較好的班級，可以學生提供資料，自行說明能量的主要來源，也可以教師提供資料，學生分析出這個結論．

　　二．燃料的熱值

　　方法1、觀察課本上的“幾種燃料的熱值”表格，說明不同的燃料，即使質量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的，這個特性可以用熱值表示，并給出定義和單位，并結合簡單的例題會計算有關熱值的習題．

　　例題：把5kg40℃的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃燒值為1.2×107J/kg，外界為標準大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）

　　分析：利用吸熱公式Q吸=Cm(t-t0)可以算出將水燒開要吸收多少熱量，解題時應注意在標準大氣壓下，水的沸點是100℃，即水燒開時的溫度為100℃，再利用燃料的燃燒值求干木柴的質量．

　　解答：Q吸=Cm(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(100℃-40℃)=1.26×106J

　　因為Q吸=Q放=1.26×106J

　　所以干木柴質量

　　方法2、對于基礎較好的班級，教師提供科技資料，學生分析獲得相同的能量，用不同的燃料，消耗量是不同的，其原因是不同的燃料有其特性――熱值．再根據學習“密度”和“比熱容”的方法，知道對于這種特性的描述就是其定義，能提高學生知識遷移能力，提供例題，學生自行設計解題方案，學生甚至還可以總結出熱值計算的公式．

　　三．有效利用燃料

　　方法1、教師分析實際取暖的有關問題，使學生認識到燃料很難完全燃燒，而且放出的內能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分，把有效利用的熱量與理想情況下放出的熱量的比值稱為爐子的效率，可以畫出比例圖，學生分析并理解爐子的效率是哪些部分之比．

　　對于提高爐子的效率和燃料的利用率可以由學生閱讀資料，分組討論得出．提高燃料利用率也是由學生閱讀資料，教師可以提供一些有關的課外資料，主題是提高燃料的利用率，形成學生可持續發展的觀念．

　　方法2、對基礎較好的班級，教師提供資料，學生自行分析爐子的效率和燃料的利用率問題，并就提高燃料的利用率的方法和意義提出自己的看法，結合自己所在的地區在這些方法的做法提出意見，對于不合理的地方可以提出建議，分組討論，提交分析報告給教師，教師根據實際情況，可以組織討論．要求學生能課下收集相關資料，處理信息，養成從信息中學習的方法和習慣．

　　【板書設計】

　　探究活動

　　實驗探究：各種燃料

　　【課題】調查各種燃料

　　【組織形式】學生活動小組

　　【活動流程】提出問題；猜想與假設；制訂計劃與設計實驗；進行實驗與收集證據；分析與論證；評估；交流與合作．

　　【參考方案】調查各種燃料的燃燒值，并知道不同燃料的用途和原因．

　　【備注】1、寫出探究過程報告．

　　2、發現新問題．

　　探究活動范例：廚房里的熱學

　　活動內容

　　了解、收集、分析、總結廚房里的熱學知識．

　　活動目的

　　1、讓學生了解廚房里所涉及到的熱知識，通過廚房炊具及餐桌上的變化，使學生感受到改革開放給人民生活水平帶來的提高，對學生進行愛國主義教育．

　　2、培養學生觀察、分析、總結問題的能力．

　　活動準備

　　先讓學生回家時認真觀察廚房所有的炊具、做飯、燒菜的全部過程，回憶自家廚房發生的一系列變化及看到的有關物理現象，思考哪些與學習的熱學知識有關，怎樣解釋其現象，做好筆記．

　　活動過程

　　1、小組討論、交流(每個學生都有機會展示自己的調查結果)

　　2、班級討論、交流(小組推選代表)

　　3、教師歸納小結

　　（1）爐灶的變遷，從大土磚灶到紅磚砌的“節能灶”，從土煤爐到蜂窩煤爐，從沼氣灶到液化氣灶，每一次改進之所以深受人們歡迎，主要是每次改進都能使燃料燃燒更充分，既節省了燃料，又減少了廢氣(煙)污染，當然還有使用更方便的因素．

　　（2）使用爐灶燒火或炒菜做飯時，要把鍋底放在火苗的外焰，不要讓鍋底壓著火頭，這樣可以使鍋的溫度升高得快．

　　（3）鍋鏟、手勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄都用木頭或塑料，是因為木頭、塑料是熱的不良導體，以便在烹飪過程中不燙手．

　　（4）爐灶上面安裝排風扇，是為了加快空氣的對流，使廚房里的油污及時排出去，避免污染房間．

　　（5）往保溫瓶灌開水時，不灌滿，能更好地保溫．因為未灌滿時，瓶口處有一層水蒸氣，它是熱的不良導體，能更好地防止熱量的散失．

　　（6）冬季從保溫瓶里倒出一些開水后，蓋緊瓶塞時，常常會看到瓶塞馬上往上跳一下(有時會脫離瓶口掉在地上)．這是因為隨著開水的倒出，進入了一些冷空氣，瓶塞塞緊后，進入的冷空氣很快膨脹，壓強增大，推開瓶塞．

　　（7）在冬天或氣溫很低的情況下，往玻璃杯中倒入沸水時，應當先用少量的沸水預熱一下杯子，以防止玻璃杯內外溫差過大，內壁膨脹受到外壁阻礙產生力，致使杯子破裂．

　　（8）煮熟后滾燙的雞蛋和在沸水中燙一下的西紅柿，放入冷水中浸一會，容易剝殼和剝皮．因為滾燙的蛋殼與蛋白、西紅柿皮與肉遇冷后都會收縮，但它們的收縮程度不一樣，從而使兩者脫離．

　　（9）冬季喝剛出鍋的湯時，看到湯面沒有熱氣，好像湯不燙，但喝起來卻燙口，因為湯面上一層油阻止了湯內熱量的散失．

　　（10）炒菜主要是用熱傳導的方式，煨湯、煮飯、燒水等都是用對流方式傳熱．

　　（11）滾燙的砂鍋放在濕地易破裂．這是因為砂鍋是熱的不良導體，滾燙的砂鍋放在濕地上時，砂鍋外壁迅速放熱收縮，而內壁溫度降低很慢，砂鍋內外收縮不勻，故易破裂．

　　（12）液化氣是用壓縮體積的辦法使氣體液化裝在鋼罐中的，使用時，通過減壓閥，液化氣的壓強降低，液態變成氣態進入灶中燃燒的．

　　（13）燒水或煮食物時，噴出的熱蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴重．因為經它們變成同溫度的熱水、熱湯時，要放出熱量(液化放熱)．

　　（14）手沾點涼水拿剛出籠的熟饅頭時不覺得怎么燙手．這是因為熱饅頭接觸手上的涼水時，涼水迅速汽化生成一層水蒸氣在手與饅頭之間，水蒸氣是熱的不良導體，所以手不覺得怎么燙了．

　　（15）夏天用我國南方一種陶土做的涼水壺裝開水，會很快冷卻，且比氣溫低，這是因為陶土容器中的水可以滲透出來，到了容器壁外的水會很快地蒸發，蒸發時要從容器和它里面的水里吸收大量的熱，因而使水溫很快降低．當水溫降到和氣溫一樣時，水還會繼續滲透、蒸發，還要從水中吸熱，水溫繼續降低，但因為水溫低于氣溫后，水又會從周圍空氣中吸熱，故水溫不會降得過低．

　　（16）夏天自來水管壁大量“出汗”，常常是要下雨的征兆．必須明確，自來水管“出汗”現象，并不是管內的水滲漏．由于自來水大都是來自地下，溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸到水管壁，就會放出熱量而液化，一旦水管壁大量“出汗”，說明空氣中水蒸氣含量高，濕度大，這正是下雨的前兆．

　　（17）冬天水壺里的水燒開后，在壺嘴一定距離才能看到“白氣”，而緊靠壺嘴的地方看不到“白氣”．這是因為緊靠壺的地方溫度較高，壺嘴噴出來的水蒸氣不能液化．而距壺嘴一定距離的地方溫度低，壺嘴噴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴，即看到的“白氣”．

　　（18）當鍋燒得溫度較高時，灑點水在鍋內，會發出“吱吱”的聲音，并冒出大量“白氣”，這是水先汽化后液化的現象．

　　（19）在熱鍋里和燒得溫度很高的鍋里滴有同樣的一滴水，熱鍋里水滴先蒸干．原因是水滴滴入溫度很高的鍋中，接觸處的水急劇汽化形成一層水蒸氣，這層水蒸氣托起尚未汽化完的水滴，減緩了水滴汽化的速度，同時引起了水滴的跳動，跳動過程中，由于水蒸氣的散失，水滴受重力作用下落，將又與熱鍋接觸，再次形成一層水蒸氣而托起水滴．如此反復，水滴不斷跳動，并且逐漸減小直至消失，汽化時間當然長一些，所以后蒸干．而水滴在熱鍋中直接汽化，很快蒸發干．

　　（20）磨刀時要往菜刀上灑水，因為刀與磨石摩擦生熱，刀的溫度過高時鋼鐵硬度會減小，刀口就不鋒利了，灑水后吸收了熱量，刀的溫度就不會升得過高了．

　　（21）當湯煮滿鍋時，迅速向鍋內加冷水或把湯揚起再倒入鍋內都可制止沸騰．原因都是吸收鍋里湯的熱量，使其溫度降到沸點以下．加冷水，因冷水的溫度低于沸騰湯的溫度，混合時，冷水吸熱，湯放熱．把湯揚起再倒入鍋內的過程中，由于空氣溫度比湯低，湯放出了一部分熱量，溫度略有降低，倒入鍋內時，它又要從沸湯中吸收一部分熱量．

　　（22）油炸食物時，濺入水滴會聽到“叭、叭”響聲，并濺出油來．這是因為水的沸點比油低，水的密度比油大，濺入油中的水滴沉到油底迅速沸騰，產生的氣泡上升破裂而導致響聲．

　　（23）煮食品時，并不是火越旺越快，因為水沸騰時的溫度是不變的，即使再加大火力，也不能提高水溫，而結果只是加快了水的汽化，使鍋內的水干得快而已，白白浪費了燃料．正確的方法是用大火把水燒開后，就改用小火，保持鍋內的水一直沸騰就行了．

　　（24）用壓力鍋煮食物熟得快，主要是增大了鍋內的壓強，提高了沸點，即提高了煮食物的溫度．

　　（25）用砂鍋煮食物，食物煮好后，讓砂鍋離開火爐，食物在鍋內還能繼續煮一會兒．這是因為砂鍋離開火爐時砂鍋底的溫度高于100 °C，而鍋內的食物溫度為100 °C，離開火爐后，鍋內食物還可從鍋底吸收熱量，繼續沸騰，直到砂鍋的溫度降為100 °C止．

　　（26）用錫焊的鐵壺燒水，壺燒不壞，若不裝水把它放在火上一會就會燒壞了．這是因為水的沸點在標準氣壓下是100 °C，錫的熔點是232 °C，裝水燒時，只要水未燒干，壺的溫度總不會超過100 °C，達不到錫的熔點，更達不到鐵的熔點，所以壺燒不壞．若不裝水放在火上燒，不一會兒壺的溫度就會達到錫的熔點，焊錫熔化，壺就壞了．

　　（27）腌咸菜往往要十天半月菜才會變咸，而炒菜時加鹽幾分鐘就變咸了．這是因為溫度越高，鹽分子運動越快的緣故．

　　（28）長期堆煤的墻角處，若用小刀從墻上刮去一薄層，可看到里面呈現黑色．這是因為分子是不停地作無規則運動，在長期堆煤的墻角處，由于煤分子擴散到墻里，所以即使刮去一薄層，仍可看到里面呈現黑色．

　　活動小結

　　通過活動，學生解答物理現象題的能力有很大提高，能抓住問題的本質，敘述簡練準確．觀察能力，分析解決問題的能力都有很大提高，寫有關日常生活、生產中熱現象及應用的小論文110余篇．特別是寫出了“爐灶上的變遷”“餐桌上的變化”等一類歌頌改革開放偉大成就的好文章，學生同時受到了一次深刻的愛國主義思想教育．

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