中考科學(xué)復(fù)習(xí)73《熱機》教案1目錄contents課程介紹與目標熱機工作原理及構(gòu)造熱機效率及影響因素分析燃料選擇與環(huán)境保護考慮實驗操作與技能培養(yǎng)知識拓展與思維訓(xùn)練復(fù)習(xí)策略與備考建議201課程介紹與目標3將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。熱機定義熱機種類熱機工作原理蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。燃料在熱機內(nèi)部燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動活塞或葉輪等運動部件做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。030201熱機基本概念及原理4

教學(xué)目標與要求知識目標掌握熱機的基本概念、種類和工作原理；了解熱機的效率及影響因素。能力目標能夠分析熱機的工作過程，理解熱機效率的意義，會計算熱機的效率。情感、態(tài)度與價值觀培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)技術(shù)的興趣和熱愛，樹立節(jié)能環(huán)保意識。5課程安排本課程共分為三個部分，分別為熱機基本概念及原理、熱機效率和熱機的應(yīng)用與發(fā)展。每個部分包含若干個小節(jié)，通過講解、實驗、討論等多種方式進行學(xué)習(xí)。時間安排本課程總時長為36學(xué)時，每學(xué)時40分鐘。其中，熱機基本概念及原理部分占用12學(xué)時，熱機效率部分占用10學(xué)時，熱機的應(yīng)用與發(fā)展部分占用14學(xué)時。在實驗環(huán)節(jié)，將安排4個實驗，每個實驗占用2學(xué)時。課程安排與時間602熱機工作原理及構(gòu)造7熱機工作循環(huán)過程吸氣沖程進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進入氣缸。做功沖程在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功。壓縮沖程進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。排氣沖程進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。8汽缸活塞曲軸進氣門和排氣門關(guān)鍵部件功能與結(jié)構(gòu)熱機中最重要的部分之一，是燃料燃燒和工質(zhì)膨脹做功的場所。熱機中的關(guān)鍵部件之一，通過連桿將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運動，并輸出動力。在汽缸內(nèi)做往復(fù)運動的部件，通過連桿與曲軸相連，將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化為機械能?？刂茻釞C進氣和排氣的裝置，保證熱機正常工作。9123內(nèi)燃機是將燃料直接噴入汽缸內(nèi)部燃燒的熱機；而外燃機則是燃料在汽缸外部燃燒，產(chǎn)生的熱能通過加熱器傳遞給工質(zhì)。內(nèi)燃機與外燃機汽油機是以汽油為燃料的熱機，點火方式為點燃式；而柴油機是以柴油為燃料的熱機，點火方式為壓燃式。汽油機與柴油機四沖程熱機包括吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程；而二沖程熱機則只有壓縮和做功兩個沖程。四沖程熱機與二沖程熱機不同類型熱機比較1003熱機效率及影響因素分析11熱機效率是指熱機所做有用功與燃料完全燃燒釋放熱量的比值。熱機效率定義熱機效率=有用功/燃料完全燃燒釋放的熱量*100%。計算方法在計算熱機效率時，需要確保有用功和燃料完全燃燒釋放的熱量單位統(tǒng)一，通常使用焦耳（J）作為單位。注意事項熱機效率定義及計算方法12不同種類的燃料具有不同的熱值，因此會對熱機效率產(chǎn)生影響。一般來說，熱值越高的燃料，其熱機效率也越高。燃料種類燃料的燃燒情況直接影響熱機效率。如果燃料燃燒不充分，會產(chǎn)生較多的廢氣和熱量損失，從而降低熱機效率。燃料燃燒情況熱機的結(jié)構(gòu)也會對熱機效率產(chǎn)生影響。例如，汽缸的密封性、活塞與汽缸之間的摩擦等因素都會影響熱機的效率。熱機結(jié)構(gòu)熱機的工作環(huán)境也會影響其效率。例如，高溫、高壓的工作環(huán)境可以提高熱機的效率，但同時也增加了熱機的負荷和磨損。工作環(huán)境影響熱機效率因素探討13選用高熱值的燃料可以提高燃料的利用率，從而提高熱機效率。選用高熱值燃料合理控制熱機的工作環(huán)境，如降低工作溫度、減少工作負荷等，可以降低熱機的能量消耗和磨損，從而提高其效率?？刂乒ぷ鳝h(huán)境通過改善燃料的燃燒條件，如提高燃燒溫度、增加氧氣供應(yīng)等，可以促進燃料的充分燃燒，減少廢氣和熱量損失。改善燃燒條件通過優(yōu)化熱機的結(jié)構(gòu)，如提高汽缸的密封性、減少活塞與汽缸之間的摩擦等，可以減少能量的損失，提高熱機效率。優(yōu)化熱機結(jié)構(gòu)提高熱機效率策略1404燃料選擇與環(huán)境保護考慮15如煤、木材等，具有高熱值和較長的燃燒時間，但燃燒效率低且易產(chǎn)生污染物。固體燃料如石油、柴油等，燃燒效率較高，便于運輸和儲存，但價格較貴且燃燒產(chǎn)生溫室氣體。液體燃料如天然氣、氫氣等，燃燒清潔、高效，對環(huán)境污染小，但儲存和運輸成本較高。氣體燃料常見燃料類型及其特點16溫室效應(yīng)大量燃燒化石燃料導(dǎo)致二氧化碳等溫室氣體排放增加，加劇全球氣候變暖?？諝馕廴緜鹘y(tǒng)燃料如煤和石油燃燒時會產(chǎn)生大量的二氧化碳、硫化物和氮氧化物等空氣污染物。資源枯竭化石燃料屬于不可再生資源，過度開采和使用將加速資源枯竭。燃料選擇對環(huán)境影響評估17利用太陽能光伏技術(shù)將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，具有無污染、可持續(xù)等優(yōu)點，是未來能源發(fā)展的重要方向。太陽能通過風(fēng)力發(fā)電機將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，風(fēng)能資源豐富且分布廣泛，是一種具有巨大潛力的清潔能源。風(fēng)能核裂變和核聚變過程中釋放的能量可用于發(fā)電，核能具有能量密度高、燃料消耗少等優(yōu)點，但需關(guān)注核廢料處理和核安全等問題。核能清潔能源應(yīng)用前景展望1805實驗操作與技能培養(yǎng)19演示熱機的基本構(gòu)造和工作原理，包括燃燒室、氣缸、活塞等部分。展示熱機的啟動、運行和停止過程，讓學(xué)生了解熱機的工作循環(huán)。通過實驗演示，讓學(xué)生觀察熱機在不同負載和轉(zhuǎn)速下的性能表現(xiàn)。熱機實驗操作演示2003故障模擬與排除設(shè)置熱機常見故障，讓學(xué)生嘗試分析和解決問題，提高學(xué)生的問題解決能力。01分組實驗學(xué)生分組進行熱機的拆裝實驗，熟悉熱機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和各部件的功能。02操作實踐指導(dǎo)學(xué)生進行熱機的啟動、運行和停止操作，培養(yǎng)學(xué)生的實驗操作技能。學(xué)生動手實驗環(huán)節(jié)設(shè)計21要求學(xué)生詳細記錄實驗過程中的各項數(shù)據(jù)，如溫度、壓力、轉(zhuǎn)速等。數(shù)據(jù)記錄指導(dǎo)學(xué)生分析實驗數(shù)據(jù)，探究熱機性能與負載、轉(zhuǎn)速等因素的關(guān)系。數(shù)據(jù)分析引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實驗數(shù)據(jù)和分析結(jié)果，總結(jié)熱機的工作原理和性能特點。同時，讓學(xué)生認識到實驗的重要性和科學(xué)方法的應(yīng)用。結(jié)論總結(jié)實驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)論總結(jié)2206知識拓展與思維訓(xùn)練23熱力學(xué)第一定律01熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體，也可以與機械能或其他能量互相轉(zhuǎn)換，但是在轉(zhuǎn)換過程中，能量的總值保持不變。熱力學(xué)第二定律02不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不產(chǎn)生其他影響，或不可能從單一熱源取熱使之完全轉(zhuǎn)換為有用的功而不產(chǎn)生其他影響，或不可逆熱力過程中熵的微增量總是大于零。能量轉(zhuǎn)換03熱機是將熱能轉(zhuǎn)換為機械能的裝置，其能量轉(zhuǎn)換效率取決于熱機的設(shè)計和工作條件。相關(guān)領(lǐng)域知識鏈接（如熱力學(xué)定律、能量轉(zhuǎn)換等）24

創(chuàng)新思維訓(xùn)練題目設(shè)計請設(shè)計一種新型的熱機，其能量轉(zhuǎn)換效率比傳統(tǒng)熱機更高，并解釋其工作原理和優(yōu)點。熱力學(xué)第二定律指出熱量不可能完全轉(zhuǎn)換為有用功，那么請思考在哪些情況下熱量轉(zhuǎn)換效率會接近100%？請分析熱機在運轉(zhuǎn)過程中可能出現(xiàn)的能量損失，并提出減少這些損失的方法。25熱機與環(huán)保隨著環(huán)保意識的提高，人們越來越關(guān)注熱機排放的廢氣和噪音對環(huán)境的污染。因此，在熱機設(shè)計中需要考慮如何減少廢氣和噪音的排放，以及如何利用廢氣中的余熱來提高熱機的效率。熱機與新能源隨著新能源技術(shù)的發(fā)展，太陽能、風(fēng)能等可再生能源逐漸被應(yīng)用于熱機中。這些新能源具有清潔、可再生的特點，可以替代傳統(tǒng)的化石燃料，減少環(huán)境污染和能源浪費。熱機與材料科學(xué)熱機的性能不僅取決于其設(shè)計和工作條件，還與所使用的材料密切相關(guān)。因此，在熱機研究中需要考慮如何選擇和利用高性能材料來提高熱機的耐久性、安全性和效率?？鐚W(xué)科綜合應(yīng)用舉例2607復(fù)習(xí)策略與備考建議27熱機的種類和特點了解不同種類熱機的構(gòu)造、工作原理和特點，如內(nèi)燃機、蒸汽機等。熱機的應(yīng)用和發(fā)展趨勢了解熱機在各個領(lǐng)域的應(yīng)用，以及當前熱機技術(shù)的發(fā)展趨勢和未來展望。熱機的基本概念和原理掌握熱機的工作原理，理解熱機中能量轉(zhuǎn)化和傳遞的過程，以及熱機的效率計算。重點難點回顧梳理28熱機效率與機械效率的區(qū)別熱機效率是指熱機輸出的有用功與輸入的熱能之比，而機械效率是指機械輸出的有用功與輸入的機械能之比。兩者計算方法和意義不同，需加以區(qū)分。熱機中的能量轉(zhuǎn)化和傳遞在熱機工作過程中，存在著多種形式的能量轉(zhuǎn)化和傳遞，如熱能、機械能、內(nèi)能等。學(xué)生需清晰理解這些能量之間的轉(zhuǎn)化和傳遞過程。不同種類熱機的比較不同種類的熱機在構(gòu)造、工作原理、效率等方面存在差異。學(xué)生需掌握它們之間的區(qū)別和聯(lián)系，以便在實際問題中正確應(yīng)用。易錯易混知識點辨析29