燃料及其熱值

教學(xué)目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)

（1）知道在燃燒過(guò)程中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；

（2）知道什么是燃料的燃燒值和單位，會(huì)查燃料燃燒值表．

能力目標(biāo)

會(huì)計(jì)算某種燃料完全燃燒放出的燃料．

情感目標(biāo)

結(jié)合有效利用燃料的途徑，使學(xué)生懂得節(jié)約和充分利用能源的重要意義．

 

教學(xué)建議

教材分析

本節(jié)有兩部分，“燃料的熱值”從生產(chǎn)和生活的一些現(xiàn)象出發(fā)，說(shuō)明了現(xiàn)代社會(huì)中使用的能源主要是內(nèi)能，且由燃料燃燒得到．又提供了科學(xué)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(xué)生能做簡(jiǎn)單的計(jì)算．

“有效利用燃料”直接聯(lián)系實(shí)際介紹了燃料燃燒利用的情況，并分析現(xiàn)代的大型鍋爐，說(shuō)明了提高利用率的方法，最后結(jié)合具體數(shù)據(jù)介紹了提高燃料的利用率的實(shí)際意義．

教法建議

引入新課的方法，可以由學(xué)生聯(lián)系生產(chǎn)和生活的實(shí)際來(lái)舉例分析，而知道在現(xiàn)代社會(huì)中，使用能量主要還是從燃料燃燒中獲得的內(nèi)能．

“燃料的熱值”，學(xué)生觀察和分析教材的或教師提供的科技資料，學(xué)習(xí)熱值的概念，并用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方法，會(huì)進(jìn)行有關(guān)的熱值計(jì)算．

“有效利用燃料”，教師分析，使學(xué)生知道燃料實(shí)際很難完全燃燒，只有一部分被利用，引出了使用效率問(wèn)題，可以用畫(huà)比例圖的方法讓學(xué)生深入理解爐子的效率．接著學(xué)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(nèi)容可以學(xué)生小組討論．對(duì)于提高燃料利用率，也是采用提供學(xué)生學(xué)習(xí)資料，學(xué)生可以課下收集相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，提高學(xué)生信息收集和處理能力．學(xué)生從學(xué)習(xí)中體會(huì)到可持續(xù)發(fā)展的思想．

 

教學(xué)設(shè)計(jì)方案

燃料及其熱值

【課題】燃料及其熱值

【重難點(diǎn)】重點(diǎn)是燃料熱值的概念和單位，并根據(jù)定義計(jì)算燃料燃燒放熱的有關(guān)問(wèn)題．提高爐子的效率要從聯(lián)系實(shí)際入手，分析實(shí)際問(wèn)題，知道爐子的效率．

【教學(xué)過(guò)程方案參考】

一．引入新課

方法1、聯(lián)系生產(chǎn)和生活的實(shí)例說(shuō)明人類(lèi)利用的能量主要是從燃料燃燒中獲得的內(nèi)能．教師可以參考的實(shí)例有：a、原始社會(huì)火的利用；b、現(xiàn)代社會(huì)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(fā)電；c、新能源利用處于發(fā)展階段而不是成熟階段．

方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，可以學(xué)生提供資料，自行說(shuō)明能量的主要來(lái)源，也可以教師提供資料，學(xué)生分析出這個(gè)結(jié)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(shuō)明不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的，這個(gè)特性可以用熱值表示，并給出定義和單位，并結(jié)合簡(jiǎn)單的例題會(huì)計(jì)算有關(guān)熱值的習(xí)題．

例題：把5kg40℃的水燒開(kāi)，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(biāo)準(zhǔn)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(kāi)要吸收多少熱量，解題時(shí)應(yīng)注意在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水的沸點(diǎn)是100℃，即水燒開(kāi)時(shí)的溫度為100℃，再利用燃料的燃燒值求干木柴的質(zhì)量．

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

因?yàn)镼吸=Q放=1.26×106J

所以干木柴質(zhì)量

方法2、對(duì)于基礎(chǔ)較好的班級(jí)，教師提供科技資料，學(xué)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(jù)學(xué)習(xí)“密度”和“比熱容”的方法，知道對(duì)于這種特性的描述就是其定義，能提高學(xué)生知識(shí)遷移能力，提供例題，學(xué)生自行設(shè)計(jì)解題方案，學(xué)生甚至還可以總結(jié)出熱值計(jì)算的公式．

三．有效利用燃料

方法1、教師分析實(shí)際取暖的有關(guān)問(wèn)題，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到燃料很難完全燃燒，而且放出的內(nèi)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(chēng)為爐子的效率，可以畫(huà)出比例圖，學(xué)生分析并理解爐子的效率是哪些部分之比．

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

方法2、對(duì)基礎(chǔ)較好的班級(jí)，教師提供資料，學(xué)生自行分析爐子的效率和燃料的利用率問(wèn)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(jié)合自己所在的地區(qū)在這些方法的做法提出意見(jiàn)，對(duì)于不合理的地方可以提出建議，分組討論，提交分析報(bào)告給教師，教師根據(jù)實(shí)際情況，可以組織討論．要求學(xué)生能課下收集相關(guān)資料，處理信息，養(yǎng)成從信息中學(xué)習(xí)的方法和習(xí)慣．

【板書(shū)設(shè)計(jì)】

探究活動(dòng)

實(shí)驗(yàn)探究：各種燃料

【課題】調(diào)查各種燃料

【組織形式】學(xué)生活動(dòng)小組

【活動(dòng)流程】提出問(wèn)題；猜想與假設(shè)；制訂計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)；分析與論證；評(píng)估；交流與合作．

【參考方案】調(diào)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(xiě)出探究過(guò)程報(bào)告．

2、發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題．

探究活動(dòng)范例：廚房里的熱學(xué)

活動(dòng)內(nèi)容

了解、收集、分析、總結(jié)廚房里的熱學(xué)知識(shí)．

活動(dòng)目的

1、讓學(xué)生了解廚房里所涉及到的熱知識(shí)，通過(guò)廚房炊具及餐桌上的變化，使學(xué)生感受到改革開(kāi)放給人民生活水平帶來(lái)的提高，對(duì)學(xué)生進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育．

2、培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析、總結(jié)問(wèn)題的能力．

活動(dòng)準(zhǔn)備

先讓學(xué)生回家時(shí)認(rèn)真觀察廚房所有的炊具、做飯、燒菜的全部過(guò)程，回憶自家廚房發(fā)生的一系列變化及看到的有關(guān)物理現(xiàn)象，思考哪些與學(xué)習(xí)的熱學(xué)知識(shí)有關(guān)，怎樣解釋其現(xiàn)象，做好筆記．

活動(dòng)過(guò)程 

1、小組討論、交流(每個(gè)學(xué)生都有機(jī)會(huì)展示自己的調(diào)查結(jié)果)

2、班級(jí)討論、交流(小組推選代表)

3、教師歸納小結(jié)

（1）爐灶的變遷，從大土磚灶到紅磚砌的“節(jié)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(jìn)之所以深受人們歡迎，主要是每次改進(jìn)都能使燃料燃燒更充分，既節(jié)省了燃料，又減少了廢氣(煙)污染，當(dāng)然還有使用更方便的因素．

（2）使用爐灶燒火或炒菜做飯時(shí)，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?yàn)槟绢^、塑料是熱的不良導(dǎo)體，以便在烹飪過(guò)程中不燙手．

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

（5）往保溫瓶灌開(kāi)水時(shí)，不灌滿，能更好地保溫．因?yàn)槲垂酀M時(shí)，瓶口處有一層水蒸氣，它是熱的不良導(dǎo)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(kāi)水后，蓋緊瓶塞時(shí)，常常會(huì)看到瓶塞馬上往上跳一下(有時(shí)會(huì)脫離瓶口掉在地上)．這是因?yàn)殡S著開(kāi)水的倒出，進(jìn)入了一些冷空氣，瓶塞塞緊后，進(jìn)入的冷空氣很快膨脹，壓強(qiáng)增大，推開(kāi)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(shí)，應(yīng)當(dāng)先用少量的沸水預(yù)熱一下杯子，以防止玻璃杯內(nèi)外溫差過(guò)大，內(nèi)壁膨脹受到外壁阻礙產(chǎn)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(huì)，容易剝殼和剝皮．因?yàn)闈L燙的蛋殼與蛋白、西紅柿皮與肉遇冷后都會(huì)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(shí)，看到湯面沒(méi)有熱氣，好像湯不燙，但喝起來(lái)卻燙口，因?yàn)闇�面上一層油阻止了湯�?nèi)熱量的散失．

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

（11）滾燙的砂鍋放在濕地易破裂．這是因?yàn)樯板伿菬岬牟涣紝?dǎo)體，滾燙的砂鍋放在濕地上時(shí)，砂鍋外壁迅速放熱收縮，而內(nèi)壁溫度降低很慢，砂鍋內(nèi)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(shí)，通過(guò)減壓閥，液化氣的壓強(qiáng)降低，液態(tài)變成氣態(tài)進(jìn)入灶中燃燒的．

（13）燒水或煮食物時(shí)，噴出的熱蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴(yán)重．因?yàn)榻?jīng)它們變成同溫度的熱水、熱湯時(shí)，要放出熱量(液化放熱)．

（14）手沾點(diǎn)涼水拿剛出籠的熟饅頭時(shí)不覺(jué)得怎么燙手．這是因?yàn)闊狃z頭接觸手上的涼水時(shí)，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(dǎo)體，所以手不覺(jué)得怎么燙了．

（15）夏天用我國(guó)南方一種陶土做的涼水壺裝開(kāi)水，會(huì)很快冷卻，且比氣溫低，這是因?yàn)樘胀寥萜髦械乃�可以滲透出來(lái)，到了容器壁外的水會(huì)很快地蒸發(fā)，蒸發(fā)時(shí)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(dāng)水溫降到和氣溫一樣時(shí)，水還會(huì)繼續(xù)滲透、蒸發(fā)，還要從水中吸熱，水溫繼續(xù)降低，但因?yàn)樗疁氐陀跉鉁睾�，水又�?huì)從周?chē)�空氣中吸熱，故水溫不�?huì)降得過(guò)低．

（16）夏天自來(lái)水管壁大量“出汗”，常常是要下雨的征兆．必須明確，自來(lái)水管“出汗”現(xiàn)象，并不是管內(nèi)的水滲漏．由于自來(lái)水大都是來(lái)自地下，溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸到水管壁，就會(huì)放出熱量而液化，一旦水管壁大量“出汗”，說(shuō)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(kāi)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?yàn)榫o靠壺的地方溫度較高，壺嘴噴出來(lái)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(lái)的水蒸氣放熱液化成小水滴，即看到的“白氣”．

（18）當(dāng)鍋燒得溫度較高時(shí)，灑點(diǎn)水在鍋內(nèi)，會(huì)發(fā)出“吱吱”的聲音，并冒出大量“白氣”，這是水先汽化后液化的現(xiàn)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(shí)引起了水滴的跳動(dòng)，跳動(dòng)過(guò)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(fù)，水滴不斷跳動(dòng)，并且逐漸減小直至消失，汽化時(shí)間當(dāng)然長(zhǎng)一些，所以后蒸干．而水滴在熱鍋中直接汽化，很快蒸發(fā)干．

（20）磨刀時(shí)要往菜刀上灑水，因?yàn)榈杜c磨石摩擦生熱，刀的溫度過(guò)高時(shí)鋼鐵硬度會(huì)減小，刀口就不鋒利了，灑水后吸收了熱量，刀的溫度就不會(huì)升得過(guò)高了．

（21）當(dāng)湯煮滿鍋時(shí)，迅速向鍋內(nèi)加冷水或把湯揚(yáng)起再倒入鍋內(nèi)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(diǎn)以下．加冷水，因冷水的溫度低于沸騰湯的溫度，混合時(shí)，冷水吸熱，湯放熱．把湯揚(yáng)起再倒入鍋內(nèi)的過(guò)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(nèi)時(shí)，它又要從沸湯中吸收一部分熱量．

（22）油炸食物時(shí)，濺入水滴會(huì)聽(tīng)到“叭、叭”響聲，并濺出油來(lái)．這是因?yàn)樗�的沸點(diǎn)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(chǎn)生的氣泡上升破裂而導(dǎo)致響聲．

（23）煮食品時(shí)，并不是火越旺越快，因?yàn)樗�沸騰時(shí)的溫度是不變的，即使再加大火力，也不能提高水溫，而結(jié)果只是加快了水的汽化，使鍋內(nèi)的水干得快而已，白白浪費(fèi)了燃料．正確的方法是用大火把水燒開(kāi)后，就改用小火，保持鍋內(nèi)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(nèi)的壓強(qiáng)，提高了沸點(diǎn)，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(kāi)火爐，食物在鍋內(nèi)還能繼續(xù)煮一會(huì)兒．這是因?yàn)樯板侂x開(kāi)火爐時(shí)砂鍋底的溫度高于100 °C，而鍋內(nèi)的食物溫度為100 °C，離開(kāi)火爐后，鍋內(nèi)食物還可從鍋底吸收熱量，繼續(xù)沸騰，直到砂鍋的溫度降為100 °C止．

（26）用錫焊的鐵壺?zé)�水，壺�(zé)�不壞，若不裝水把它放在火上一會(huì)就會(huì)燒壞了．這是因?yàn)樗�的沸點(diǎn)在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下是100 °C，錫的熔點(diǎn)是232 °C，裝水燒時(shí)，只要水未燒干，壺的溫度總不會(huì)超過(guò)100 °C，達(dá)不到錫的熔點(diǎn)，更達(dá)不到鐵的熔點(diǎn)，所以壺?zé)�不壞．若不裝水放在火上燒，不一會(huì)兒壺的溫度就會(huì)達(dá)到錫的熔點(diǎn)，焊錫熔化，壺就壞了．

（27）腌咸菜往往要十天半月菜才會(huì)變咸，而炒菜時(shí)加鹽幾分鐘就變咸了．這是因?yàn)闇囟仍礁撸�鹽分子運(yùn)動(dòng)越快的緣故．

（28）長(zhǎng)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(xiàn)黑色．這是因?yàn)榉肿邮遣煌５刈鳠o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，在長(zhǎng)期堆煤的墻角處，由于煤分子擴(kuò)散到墻里，所以即使刮去一薄層，仍可看到里面呈現(xiàn)黑色．

活動(dòng)小結(jié)

通過(guò)活動(dòng)，學(xué)生解答物理現(xiàn)象題的能力有很大提高，能抓住問(wèn)題的本質(zhì)，敘述簡(jiǎn)練準(zhǔn)確．觀察能力，分析解決問(wèn)題的能力都有很大提高，寫(xiě)有關(guān)日常生活、生產(chǎn)中熱現(xiàn)象及應(yīng)用的小論文110余篇．特別是寫(xiě)出了“爐灶上的變遷”“餐桌上的變化”等一類(lèi)歌頌改革開(kāi)放偉大成就的好文章，學(xué)生同時(shí)受到了一次深刻的愛(ài)國(guó)主義思想教育．

孝感廣水市教研室沈新家

燃料及其熱值

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