12.4 热机与社会发展-【教材解读】2023秋九年级上册初三物理（沪粤版)

物理　九年级　上册 ７６　 M  > M １２．４　热机与社会发展 物体的内能可以 用 来 加 热物体或做功. *"') 形形色色的热机 (１)汽轮机:一种用水蒸 气驱动叶轮转动的热机,它通 过固定喷嘴将高速的蒸汽喷 射到叶片上,使装有叶片排的 转轴旋转,同时对外做功. (２)火箭发动机:火箭本 身就是一部热机,工作时燃料 和氧化剂在燃烧室内混合、燃 烧,产生高温燃气,燃气通过 喷管向后高速喷出,对火箭产 生推力,把火箭发射出去. 知识点一　热机 １．现象探究:内能做功过程中的能量转化 过程:用 酒 精 灯 加 热 至 水 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 沸腾. 􀪋􀪋􀪋 现象:水沸腾后,软木塞飞 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 出, 􀪋􀪋 管口 􀪋􀪋 有“白气”产生. 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 结论:酒精燃烧,化学能转化 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 为水和水蒸气的内能,水蒸 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 气对软木塞做功,又将内能 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 转化成机械能. 􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋􀪋 ２．热机 (１)概念:把内能转化为机械能的装置叫热机. (２)种类:蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发 动机、火箭发动机等. (３)热机工作时的能量转化 (４)内燃机是热机的一种,包括汽油机和柴油机. 知识点二　汽油机 １．概念 汽油机是用汽油作为燃料,使汽油在机器内部燃烧, 从而将内能转化为机械能的一种热机. ２．构造 实物剖面图 　　 结构示意图 第十二章　内能与热机 ７７　 ３．工作原理 汽油在气缸里面燃烧时生成高温、高压的燃气,推动 活塞做功,将燃气的内能转化为机械能.活塞移动带 动曲轴转动. ４．工作过程 (１)冲程:活塞从气缸的一端运动到另一端的过程,叫 做一个冲程(也叫做“行程”). (２)工作过程 过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 气门 进气门打开, 排气门关闭 进气门、排气 门均关闭 进气门、排气 门均关闭 进气门关闭, 排气门打开 活塞 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 能的 转化 — 机 械 能 → 内能 内 能 → 机 械能 — 作用 气缸吸 入 汽 油和空 气 的 混合气 压缩汽 油 和 空气的 混 合 气使其 压 强 增 大,温 度 升高 在压缩 冲 程 末,火花塞产 生火花 引 燃 混合气,形成 高温、高压气 体推动 活 塞 对外做功 把废气 排 出 气缸 ５．对汽油机工作过程的理解 汽油机的工作过程是一个往复循环的工作过程.汽油机 在一个工作循环中有四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴 和飞轮转动两周,对外做功一次.汽油机在工作时只有 做功冲程使机车获得动力,其他三个冲程均为辅助冲程, 要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作. 【拓展】 六冲程发动机 在普通四冲程发动机的四个冲程之后,第五个冲 程开始的时候,把水喷进炽热的气缸里面,水马上就 变成了高温的蒸汽,体积急剧膨胀,同时气缸内压强 急剧增大,推动活塞再次做功,使每六个冲程中就出 现两个做功冲程,而消耗的燃油却没有变化. 
 > M @ 一门打开,上排下吸; 两门关闭,上压下做. 注意:“上”“下”是指活塞 向上运动或向下运动. -@? 汽油机的一个工作循环 *"') 现代汽车发动机 现代汽车多数 采 用 四 缸 或六缸等多缸发动机,每个气 缸都进行这种四冲程循环. !D+24 物理　九年级　上册 ７８　 'F 柴油机的一个工作循环 柴油机的一个工 作 循 环 也是由四个冲程组成的,每完 成一个工作循环,曲轴和飞轮 转动两周,对外做功一次,活 塞往复运动两次.除做功冲 程外的其他三个冲程,也是靠 安装在曲轴上的飞轮的惯性 来完成的. > M  A 　　汽油机气缸顶部有一个 火花塞,柴油机气缸顶部有一 个喷油嘴. 知识点三　柴油机 １．结构 ２．工作过程———和汽油机的相似 ３．汽油机和柴油机的对比 不同点 汽油机 柴油机 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 吸气 吸入的是汽油和空气的 混合物 吸入的是空气 压缩 压缩气体的温度比柴油 机的低,压缩冲程末火 花塞点火 压缩气体的温度升高, 超过柴油的燃点,压缩 冲程末喷油嘴喷出雾状 柴油 点火 点燃式 压燃式 效率 低,２０％~３０％ 高,可达４５％ 应用 机体轻便,主要用于汽 车、小型飞机等 机体笨重,主要用于拖 拉机、载重汽车等 第十二章　内能与热机 ７９　   > M  !! _ ! _ 9! _