燃料及其熱值惡教案設計

教學目標

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)知道什麼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，説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，並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繫實際介紹了燃料燃燒利用的情況，並分析現代的大型鍋爐，説明了提高利用率的方法，最後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，可以由學生聯繫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，並用簡單的物理方法，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.接着學生閲讀資料(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.對於提高燃料利用率，也是採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

【課題】

【重難點】重點是燃料熱值的概念和單位，並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繫實際入手，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、聯繫生產和生活的實例説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、新能源利用處於發展階段而不是成熟階段.

方法2、對於基礎較好的班級，可以學生提供資料，自行説明能量的主要來源，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，説明不同的燃料，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，並給出定義和單位，並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的幹木柴?(已知幹木柴的燃燒值為1.2107J/kg，外界為標準大氣壓，並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℃，即水燒開時的温度為100℃，再利用燃料的燃燒值求幹木柴的質量.

解答：Q吸=Cm(t-t0)=4.2103J/(kg℃)5kg(100℃-40℃)=1.26106J

因為Q吸=Q放=1.26106J

所以幹木柴質量

方法2、對於基礎較好的班級，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，知道對於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，學生分析並理解爐子的效率是哪些部分之比.

對於提高爐子的效率和燃料的利用率可以由學生閲讀資料，分組討論得出.提高燃料利用率也是由學生閲讀資料，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，並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，對於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，並知道不同燃料的用途和原因.

【備註】1、寫出探究過程報告.

2、發現新問題.

探究活動範例：廚房裏的熱學

活動內容

瞭解、收集、分析、總結廚房裏的熱學知識.

活動目的

1、讓學生了解廚房裏所涉及到的熱知識，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，不要讓鍋底壓着火頭，這樣可以使鍋的温度升高得快.

(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，使廚房裏的油污及時排出去，避免污染房間.

(5)往保温瓶灌開水時，不灌滿，能更好地保温.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)冬季從保温瓶裏倒出一些開水後，蓋緊瓶塞時，常常會看到瓶塞馬上往上跳一下(有時會脱離瓶口掉在地上).這是因為隨着開水的倒出，進入了一些冷空氣，瓶塞塞緊後，進入的冷空氣很快膨脹，壓強增大，推開瓶塞.

(7)在冬天或氣温很低的情況下，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，以防止玻璃杯內外温差過大，內壁膨脹受到外壁阻礙產生力，致使杯子破裂.

(8)煮熟後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、西紅柿皮與肉遇冷後都會收縮，但它們的收縮程度不一樣，從而使兩者脱離.

(9)冬季喝剛出鍋的湯時，看到湯麪沒有熱氣，好像湯不燙，但喝起來卻燙口，因為湯麪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，而內壁温度降低很慢，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.因為經它們變成同温度的熱水、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麼燙手.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，所以手不覺得怎麼燙了.

(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，且比氣温低，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裏面的水裏吸收大量的熱，因而使水温很快降低.當水温降到和氣温一樣時，水還會繼續滲透、蒸發，還要從水中吸熱，水温繼續降低，但因為水温低於氣温後，水又會從周圍空氣中吸熱，故水温不會降得過低.

(16)夏天自來水管壁大量出汗，常常是要下雨的徵兆.必須明確，自來水管出汗現象，並不是管內的水滲漏.由於自來水大都是來自地下，温度較低，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，説明空氣中水蒸氣含量高，濕度大，這正是下雨的前兆.

(17)冬天水壺裏的水燒開後，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温度較高，壺嘴噴出來的水蒸氣不能液化.而距壺嘴一定距離的地方温度低，壺嘴噴出來的水蒸氣放熱液化成小水滴，即看到的白氣.

(18)當鍋燒得温度較高時，灑點水在鍋內，會發出吱吱的聲音，並冒出大量白氣，這是水先汽化後液化的現象.

(19)在熱鍋裏和燒得温度很高的鍋裏滴有同樣的`一滴水，熱鍋裏水滴先蒸乾.原因是水滴滴入温度很高的鍋中，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，由於水蒸氣的散失，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.如此反覆，水滴不斷跳動，並且逐漸減小直至消失，汽化時間當然長一些，所以後蒸乾.而水滴在熱鍋中直接汽化，很快蒸發幹.

(20)磨刀時要往菜刀上灑水，因為刀與磨石摩擦生熱，刀的温度過高時鋼鐵硬度會減小，刀口就不鋒利了，灑水後吸收了熱量，刀的温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.原因都是吸收鍋裏湯的熱量，使其温度降到沸點以下.加冷水，因冷水的温度低於沸騰湯的温度，混合時，冷水吸熱，湯放熱.把湯揚起再倒入鍋內的過程中，由於空氣温度比湯低，湯放出了一部分熱量，温度略有降低，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，並濺出油來.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，並不是火越旺越快，因為水沸騰時的温度是不變的，即使再加大火力，也不能提高水温，而結果只是加快了水的汽化，使鍋內的水乾得快而已，白白浪費了燃料.正確的方法是用大火把水燒開後，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，即提高了煮食物的温度.

(25)用砂鍋煮食物，食物煮好後，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温度高於100 C，而鍋內的食物温度為100 C，離開火爐後，鍋內食物還可從鍋底吸收熱量，繼續沸騰，直到砂鍋的温度降為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，只要水未燒乾，壺的温度總不會超過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，不一會兒壺的温度就會達到錫的熔點，焊錫熔化，壺就壞了.

(27)醃鹹菜往往要十天半月菜才會變鹹，而炒菜時加鹽幾分鐘就變鹹了.這是因為温度越高，鹽分子運動越快的緣故.

(28)長期堆煤的牆角處，若用小刀從牆上颳去一薄層，可看到裏面呈現黑色.這是因為分子是不停地作無規則運動，在長期堆煤的牆角處，由於煤分子擴散到牆裏，所以即使颳去一薄層，仍可看到裏面呈現黑色.

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，敍述簡練準確.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餘篇.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.