13.3 内燃机-【帮课堂】2022-2023学年九年级物理同步精品讲义（沪科版）

第十三章 内能与热机 课时13.3 内燃机 ( 素养目标 ) 物理观念 1.概念 （1）热机：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。 （2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 2.规律 四冲程内燃机在一个工作循环中，活塞往复运动2次，飞轮转动2圈，对外做功1次。 · 科学思维 用比较法认识汽油机和柴油机的构造特点； 用归纳法掌握汽油机和柴油机的工作过程。 · 科学态度与责任 感受内燃机对人类社会发展所起的推动作用，同时也要注意尾气排放给人类生活带来的负面影响，要保护环境。 题型汇总：理解热机的工作原理、汽油机和柴油机、与内燃机工作循环有关的问题、以热机为载体的力热综合计算。 ( 知识梳理 ) · 内燃机： 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。 · 汽油机： 指出汽油在汽油机汽缸内燃烧、生成高温高压燃气，燃气推动活塞而做功，燃气内能转化为活塞运动的机械能。 1.构造：进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴。 冲程：活塞从气缸一端运动到另一端的单向运动叫做一个冲程。 2.工作原理。 内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。 (1)吸气冲程：开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。 (2)压缩冲程：活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体 (3)做功冲程：压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞向上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。 (4)排气冲程：做功冲程结束，活塞继续向下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。 此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，对外做一次功。 3.能的转化：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成。 · 柴油机： 用柴油作燃料的内燃机。 一个工作循环有四个冲程，活塞运动2次，燃油燃烧1次，对外做功1次。 · 柴油机与汽油机的区别： 1.柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程。 2.柴油机与汽油机的不同点：构造方面：些油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。吸入的气体不同，点火方式不同。使用范围。 附： ( 考点突破 ) 考点一 内燃机的四个冲程 1.星期天，童童在家里帮妈妈烧水，他发现水沸腾时，壶盖被顶起，想到了如图所示四冲程汽油机工作示意图，并且分析得出，与水沸腾时壶盖被顶起原理相同的冲程是（ ） 【答案】C 【解析】烧开水时，壶盖被水蒸气顶起，是水蒸气对壶盖做功的结果，因此这时水蒸气的内能转化为壶盖的机械能；做功冲程活塞向下运动，燃气对活塞做功，内能转化为机械能； A．进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故B不符合题意； C．两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故C符合题意； D．排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。 2.如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程剖面图，下列描述正确的是（ ） A. 吸气冲程中，只有汽油被吸入汽缸 B. 压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 C. 做功冲程中，燃料释放的能量少部分转化为机械能 D. 排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分 【答案】C 【解析】A ．汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A错误； B．在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，气体的内能变大，此过程是机械能转化为内能的过程，故B错误； C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C正确； D．在排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D错误． 3.热机是利用________做功的机械．内燃机的四个冲程中，压缩冲程把________转化为内能，做功冲程把内能转化为________能． 【答案】内能、机械能、机械 【解析】热机是将内能转化为机械能的机械．它的四个工作冲程分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程．压缩冲程将机械能转化为内能，做功