12.2　熱量與熱值 【教學(xué)目標(biāo)】一、知識(shí)與技能1．了解熱量的概念，知道熱量是在熱傳遞過程中物體內(nèi)能改變的多少．2．知道當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)水吸收的熱量與溫度的升高成正比，升高的溫度相同時(shí)水吸收的熱量跟它的質(zhì)量成正比．3．了解熱值的概念，會(huì)根據(jù)熱值來計(jì)算燃料完全燃燒放出的熱量，會(huì)根據(jù)實(shí)際需要選擇燃料．二、過程與方法1．通過對水的吸熱和放熱的探究，歸納得出同一物體吸收或放出的熱量跟物體的質(zhì)量、溫度的變化成正比．2．通過對不同燃料熱值和燃料效率的探究，學(xué)會(huì)怎樣選擇燃料．三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過“選擇燃料”、“飲食與運(yùn)動(dòng)”等學(xué)生活動(dòng)，閱讀有關(guān)“西氣東輸”的信息，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣，并使學(xué)生逐步樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，養(yǎng)成用科學(xué)知識(shí)分析和看待生活中事物的習(xí)慣．2．培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注飲食與健康意識(shí)，幫助他們樹立合理利用能源的科學(xué)發(fā)展觀念．【教學(xué)重點(diǎn)】熱量和熱值的概念．【教學(xué)難點(diǎn)】探究同一物體吸收或放出的熱量跟什么因素有關(guān)． 
┃教學(xué)過程設(shè)計(jì)┃
 　　教學(xué)過程設(shè)計(jì)意圖一、新課引入用多媒體展示并講解1.人類在原始社會(huì)就會(huì)用火來取暖和煮飯，火的利用給人類社會(huì)帶來了進(jìn)步．時(shí)至今日，我們的日常生活都離不開燃料的幫助．不過隨著社會(huì)的發(fā)展，我們?nèi)粘Ｉ钪杏脕砣∨椭箫埖娜剂弦苍诎l(fā)生巨大的變化，木柴、煤炭、液化石油氣、煤氣、天然氣……為什么會(huì)出現(xiàn)這樣的變化呢？原來同樣做熟一頓飯，由于利用的燃料不同，所需要的燃料的質(zhì)量是不一樣的，而且它們?nèi)紵螽a(chǎn)生的廢氣的影響也不相同，所以我們在選擇燃料時(shí)希望選用單位質(zhì)量的燃料燃燒時(shí)放出的熱量多、價(jià)格低、安全、衛(wèi)生、又無污染，所以科學(xué)家們也在不斷努力探尋著這些燃料，讓我們生活得更精彩.2.北京奧運(yùn)會(huì)火炬長72厘米、重985克，燃燒時(shí)間15分鐘，在零風(fēng)速下火焰高度25至30厘米，在強(qiáng)光和日光情況下均可識(shí)別和拍攝．在工藝方面使用錐體曲面異型一次成型技術(shù)和鋁材腐蝕、著色技術(shù)，燃料為丙烷，火炬外形制作材料為可回收的環(huán)保材料，符合環(huán)保要求.那么人們在日常生活中，選擇什么樣的燃料合適呢？北京奧運(yùn)會(huì)火炬燃燒時(shí)的燃料是什么物質(zhì)呢？通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，相信你一定能夠找到答案.　　激發(fā)學(xué)生的求知欲，為新課教學(xué)做好鋪墊.  二、新課教學(xué)(一)什么是熱量1.讓學(xué)生閱讀教材第26頁內(nèi)容，經(jīng)討論交流后回答下列問題：(1)在物理學(xué)里，把物體在熱傳遞過程中________的多少叫熱量，熱量通常用符號(hào)_______表示，在國際單位制中，熱量的單位是________.(2)物體吸收熱量，內(nèi)能________；放出熱量，內(nèi)能________.[(1)內(nèi)能改變　Q　J　(2)增加　減小]2.我們?nèi)绾卫斫鉄崃窟@個(gè)概念呢？(1)物體本身沒有熱量，不能說某個(gè)物體有多少熱量，更不能比較兩個(gè)物體熱量的多少，只有在熱傳遞過程中，有了內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，才討論熱量問題.(2)在熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少叫熱量，所以熱量是一個(gè)過程量，它存在于熱傳遞的過程中，離開了熱傳遞談熱量是沒有意義的，所以我們不能說某個(gè)物體含有或具有多少熱量.(3)熱量與物體內(nèi)能的多少、溫度的高低沒有關(guān)系.3.教師提問：前面我們已經(jīng)學(xué)過內(nèi)能和溫度，那么溫度、內(nèi)能和熱量三者有何區(qū)別和聯(lián)系呢？分析、交流、討論后，師生共同總結(jié)：(1)區(qū)別：①溫度是表示物體冷熱程度的物理量，它是一個(gè)狀態(tài)量，只能說溫度是多少，溫度不能傳遞和轉(zhuǎn)移，單位是攝氏度．從分子動(dòng)理論的觀點(diǎn)看，它跟物體內(nèi)分子的熱運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)：溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈．可以說，溫度是分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度的標(biāo)志，它是大量分子無規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)的集中體現(xiàn)．內(nèi)能是能量的一種形式，它是物體內(nèi)所有的分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能與分子勢能的總和．②內(nèi)能跟溫度關(guān)系密切，當(dāng)一個(gè)物體溫度升高時(shí)，內(nèi)能增大，溫度降低時(shí)，內(nèi)能減少，內(nèi)能也是一個(gè)狀態(tài)量．③熱量是在熱傳遞過程中傳遞內(nèi)能的多少，它反映了熱傳遞過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量，是內(nèi)能轉(zhuǎn)移多少的量度，是一個(gè)過程量，要用“吸收”或“放出”來描述，而不能用“具有”或“含有”來描述．沒有熱傳遞，就沒有內(nèi)能的轉(zhuǎn)移，也就不存在“熱量”問題.培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.    培養(yǎng)學(xué)生匯總知識(shí)，分析比較總結(jié)歸納的能力. (2)聯(lián)系：溫度的變化可以改變一個(gè)物體的內(nèi)能，熱量可以用來量度內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少，物體吸收或放出熱量，它的內(nèi)能將發(fā)生改變，但它的溫度不一定改變，但在熱傳遞過程中，物體的溫度發(fā)生變化時(shí)，物體一定有吸熱或放熱現(xiàn)象.教師導(dǎo)入：在熱傳遞中物體內(nèi)能改變的多少叫熱量，那么同一個(gè)物體吸收或放出的熱量跟什么因素有關(guān)呢？(二)探究物體吸收或放出的熱量1.[活動(dòng)1]研究水的吸熱與其質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系啟發(fā)學(xué)生分析、討論該問題需分兩步完成：A.探究水的吸熱跟溫度變化的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)一個(gè)、酒精燈一盞、溫度計(jì)一支、量筒一個(gè)、相同的燒杯幾個(gè)、鐘表一只. (2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)：①組裝實(shí)驗(yàn)裝置(如圖12－2－1所示). ②用量筒量取100mL即100g水倒入燒杯中.③用酒精燈對水加熱后，選取一個(gè)溫度作為起始溫度，開始計(jì)時(shí)，并將水每升高相同溫度(例如5℃)所用的時(shí)間記錄在下表中.實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)中水的起始溫度為25℃.(3)分析與論證：100g水溫度每升高5℃，加熱時(shí)間均為3min，這表明每升高5℃時(shí)，水吸收的熱量相等.(4)得出結(jié)論：同種物質(zhì)，當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，吸收的熱量與升高的溫度成正比.B.探究水的吸熱跟它的質(zhì)量的關(guān)系(1)實(shí)驗(yàn)器材：鐵架臺(tái)一個(gè)、酒精燈一盞、溫度計(jì)一支、量筒一個(gè)、相同的燒杯幾個(gè)、手表一只.(2)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)：①組裝實(shí)驗(yàn)裝置(如圖12－2－1所示).②用量筒分別取50mL(50g)、100mL(100g)、150mL(150g)、200mL(200g)水裝入四個(gè)完全相同的燒杯中.③用酒精燈分別對四個(gè)燒杯中的水加熱后，選取一個(gè)溫度作為起始溫度(例如25℃)，開始計(jì)時(shí)，分別把升高相同的溫度(例如5℃)所用的時(shí)間記錄在下表中.實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)中水的起始溫度為25℃. (3)分析與論證：成正比例的水的質(zhì)量、升高相同的溫度，加熱所用的時(shí)間成正比例，表明吸收的熱量亦成正比例.(4)得出結(jié)論：當(dāng)升高相同的溫度時(shí)，水吸收的熱量跟它的質(zhì)量成正比.2.教師提出問題：綜合上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，你能得出什么結(jié)論？如果不用水，而用其他液體做上述兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，又能得到什么結(jié)論？引導(dǎo)學(xué)生交流、討論后回答：(1)對同種物質(zhì)的物體，它吸收的熱量跟物體的質(zhì)量、溫度的變化成正比.然后再引導(dǎo)學(xué)生探究：同種物質(zhì)(比如水)放出的熱量跟物體質(zhì)量的大小、溫度的變化的關(guān)系．最后得出結(jié)論.(2)實(shí)驗(yàn)結(jié)論：對同種物質(zhì)的物體，它吸收或放出的熱量跟物體質(zhì)量的大小、溫度的變化成正比.(3)同時(shí)教師還可以說明：英國科學(xué)家焦耳經(jīng)過長期實(shí)驗(yàn)研究得出：1kg的純水溫度升高1℃所吸收的熱量是4.2×103J；1kg的純水溫度降低1℃所放出的熱量也是4.2×103J.教師導(dǎo)入：我們家里燒水、做飯、供暖都是利用內(nèi)能，這些內(nèi)能絕大部分是通過燃料燃燒獲得的．在燃燒過程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，釋放出能量．煤、石油、天然氣、農(nóng)作物的秸稈等都可作為燃料．經(jīng)驗(yàn)和研究告訴我們這些燃料燃燒獲得內(nèi)能的多少與燃料的多少、燃燒程度以及燃料的種類有關(guān)．如何表示燃料的這種能力呢？(三)燃料的熱值1.讓學(xué)生閱讀課本第28頁內(nèi)容后，回答下列問題：(1)我們常用的燃料可分為三類：固體燃料，比如________；液體燃料，比如________；氣體燃料，比如________.(2)實(shí)驗(yàn)表明，質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒所放出的熱量是________的.(3)在物理學(xué)里，把1kg某種燃料完全燃燒所放出的熱量叫做這種燃料的________．它的符號(hào)是________，它的單位是________.(4)從熱值表可以查出，無煙煤的熱值是________，它表示的意思是________.(5)燃料完全燃燒所放出的熱量計(jì)算公式Q＝________.(6)500g的汽油完全燃燒所放出的熱量是________.(7)在多數(shù)情況下，燃料________完全燃燒，燃料燃燒釋放出的熱量也________完全得到利用，故燃料的燃燒效率比較________. (8)改善燃燒條件，使燃料燃燒得充分些，同時(shí)盡可能減少各種________，既可節(jié)約________，又可保護(hù)________.培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)的能力.培養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)歸納能力.培養(yǎng)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、觀察實(shí)驗(yàn)、分析實(shí)驗(yàn)的能力.          培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)歸納的能力.                        培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力.            [(1)煤　石油　天然氣　(2)不相等　(3)熱值 q J/kg　(4)3.4×107J/kg　1kg無煙煤完全燃燒所放出的熱量是3.4×107J　(5)qm　(6)2.3×107J　 (7)不可能　不可能　低　(8)熱量損失　燃料　環(huán)境]2.教師提問：我們應(yīng)如何理解熱值的概念？待學(xué)生交流討論后，師生共同小結(jié)：(1)1kg某種燃料完全燃燒放出的能量(熱量)叫這種燃料的熱值．理解時(shí)要注意關(guān)鍵詞“1kg”、“完全燃燒”．熱值的單位是焦/千克，符號(hào)為J/kg，有些燃料的熱值單位用焦/米3，符號(hào)為J/m3.燃料的熱值是反映燃料燃燒放熱本領(lǐng)的物理量，是燃料本身的一種特性，不同燃料的熱值一般不同，而對于同一種燃料來說，其熱值是一個(gè)定值，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積沒有關(guān)系.(2)根據(jù)熱值的定義，1kg 某種物質(zhì)完全燃燒放出的熱量為q，那么mkg某種燃料完全燃燒放出的熱量應(yīng)該是熱值的m倍，如果用Q表示燃料完全燃燒釋放的熱量，用q表示熱值，用m表示質(zhì)量，則Q＝mq.計(jì)算時(shí)每個(gè)物理量都要用國際單位，熱量的單位是焦耳，質(zhì)量的單位用千克，熱值的單位是J/kg.3.教師提問：燃料燃燒時(shí)能量是如何轉(zhuǎn)化的？為什么說熱值是燃料的一種特性？發(fā)射火箭時(shí)為什么要使用液態(tài)氫作燃料？學(xué)生交流討論后，師生共同小結(jié)：(1)在燃燒時(shí)能產(chǎn)生內(nèi)能的物質(zhì)稱為燃料．燃料可分為固體燃料(如木柴、煤炭等)、液體燃料(如汽油、柴油、酒精等)和氣體燃料(如氫氣、煤氣、天然氣等)三種，人們可以從這些燃料的燃燒中獲得內(nèi)能，比如：用來取暖、煮飯．熱機(jī)利用燃料燃燒獲得動(dòng)力．燃料燃燒的過程是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程.(2)熱值是燃料的一種特性，決定于燃料的種類，同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值一般不同，也有相同的，如汽油和煤油是不同的物質(zhì)，但它們的熱值都是4.6×107J/kg，焦炭與酒精的熱值都是3.0×107J/kg.(3)在一般條件下，每千克氫氣燃燒時(shí)，放熱1.43×108J，這約是同質(zhì)量的汽油燃燒釋放熱量的3倍；密度小也是火箭選擇液氫為燃料的重要因素之一，因?yàn)檫@樣可以減小火箭的發(fā)射質(zhì)量.4.[活動(dòng)2]怎樣選擇燃料(1)讓學(xué)生閱讀教材，各同學(xué)之間相互討論交流．待學(xué)生回答后，師生共同糾正，共同解決問題.最后讓學(xué)生閱讀教材“信息瀏覽”，了解有關(guān)“天然氣”燃料的問題.　　(2)教師提問：同學(xué)們家里大都使用的是爐子，那什么是爐子的效率呢？師生共同小結(jié)：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比叫做爐子的效率．計(jì)算公式：η＝×100%.而現(xiàn)代化大型鍋爐的效率可達(dá)到90%以上，一般小型鍋爐的效率不足60%.家庭中原來使用的爐子效率甚至更低，有的還達(dá)不到20%，大部分能量白白損失掉了．其原因：一是燃料不可能完全燃燒；二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，只有一小部分被有效利用．所以，提高爐子的效率，提高燃料的利用率是節(jié)約能源的重要措施．把固體燃料磨成粉末吹進(jìn)爐膛內(nèi)進(jìn)行燃燒，加大送風(fēng)量，可使燃料燃燒得更加充分；加大受熱面積，可減小煙氣帶走的熱量，這些都是提高爐子的效率和燃料利用率的具體措施.培養(yǎng)學(xué)生匯總知識(shí)，總結(jié)歸納的能力.       培養(yǎng)學(xué)生交流思考的能力.  ┃教學(xué)小結(jié)┃【板書設(shè)計(jì)】12．2　熱量與熱值一、熱量1．燃料的種類：固體、液體、氣體．2．在熱傳遞中物體內(nèi)能改變的多少叫熱量．3．熱量的單位：焦耳(J)二、物體吸收或放出熱量當(dāng)物體溫度升高或者降低時(shí)，它吸收或放出的熱量與物體質(zhì)量的大小、溫度的變化多少成正比．三、燃料的熱值1．1kg某種燃料完全燃燒所放出的熱量叫做這種燃料的熱值．2．熱值的符號(hào)：q　單位：J/kg【教學(xué)反思】本節(jié)課是在上一節(jié)內(nèi)能的基礎(chǔ)上引出熱量的概念，大多數(shù)學(xué)生比較容易接受，但對物體吸收和放出熱量的實(shí)驗(yàn)探究，不少同學(xué)的實(shí)驗(yàn)效果不太理想，占用時(shí)間太多，今后教學(xué)需要重新設(shè)計(jì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)．對“燃料的熱值”的教學(xué)，采取讓學(xué)生根據(jù)閱讀后自己總結(jié)、自主探究的方式，應(yīng)該說效果還是相當(dāng)不錯(cuò)的，但對燃料熱值的特性和有關(guān)熱值的計(jì)算，還需通過一定的習(xí)題加以訓(xùn)練，以加深理解和掌握． 

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12.2 熱量和熱值

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