14.1 热机 2022-2023学年上学期人教版九年级物理全一册

第十四章 内能的利用 第1节 热机 九年级物理全一册 目标呈现 1.知道热机的概念，了解热机的工作原理。 2. 了解汽油机的构造和工作过程。 3.了解柴油机的构造和工作过程。 复习 导入 1.复习提问： 1.什么叫机械能？ 2.什么叫做物体的内能？ 3.改变物理的方法有几种？分别是什么？ 2.问题深化： （1）冬季用的暖手宝是什么能转化成了什么能？ （2）推动火车、火箭 水火箭的能量来自哪里? 2. 利用内能做功 1. 利用内能加热 内能的利用： 新课导入 在生活中，人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械 热机. 4 蒸汽机车 内燃机机车 喷气发动机 火箭发动机 火电站的汽轮机 知识讲解 知识讲解 一、常见热机种类及原理: 1、观察图片 2.热机的实质 利用内能做功的机器。其实质是将内能转化机械能。 瓦特 世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于1世纪发明的汽转球。 瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机做出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。 其实，瓦特观察水壶的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。 知识讲解 7 实验视频 知识讲解 二、热机原理及实验 水沸腾后： 现象:软木塞______; ______有“白气”产生. 冲出 管口 分析: ________ 对木塞做功,内能 ____, 温度______ ________成小水珠. 水蒸气 减小 降低 液化 能量转化：_______转化为______。 内能 机械能 知识讲解 二、热机原理及实验 塞子冲出的过程中，能量的转化： 燃料的_____能 水蒸气的_____ 塞子运动的______; 热机的能量转换： 燃料的______能 _____ _______； 做功 燃烧 化学 内能 机械能 化学 内能 机械能 知识讲解 三、内燃机 1、工作原理： 2、分类： 燃料在_____内燃烧，产生高温高压的气体对活塞_____。 ______和__________两种 。 汽缸 做功 汽油机 柴油机 知识讲解 汽油机 （燃料是汽油） 1、观察图回答汽油机的构造： 上部有 和 ， 顶部有 。 主体是 ，内有 ,它通过 与 相连。 知识讲解 冲程： 活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 飞轮/ 知识讲解 1、汽油机的工作原理 13 吸气冲程： 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气缸。 2. 工作过程 第1冲程——吸气冲程 知识讲解 14 压缩冲程： 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。内能增大，温度升高。 能量转化： 机械能转化为内能。 2. 工作过程 第2冲程——压缩冲程 知识讲解 15 做功冲程： 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。 能量转化： 内能转化为机械能。 做功冲程是使汽车获得动力的冲程。 2. 工作过程 第3冲程——做功冲程 知识讲解 16 排气冲程： 进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 2. 工作过程 第4冲程——排气冲程 知识讲解 17 1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。 知识讲解 18 4 2 2 1 2 4个冲程 1个工作循环有： 活塞上下往复运动2次 曲轴转动2圈 对外做功1次 2次能量转化 知识讲解 19 四、柴油机 1. 构造 喷油嘴 知识讲解 20 2. 工作过程——吸气冲程 吸气冲程： 进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，将空气吸进气缸。 知识讲解 21 2. 工作过程——压缩冲程 压缩冲程： 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。 能量转化： 机械能转化为内能。 知识讲解 22 2. 工作过程——做功冲程 做功冲程： 在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 能量转化： 内能转化为机械能。 知识讲解 23 2. 工作过程——排气冲程 排气冲程： 进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 知识讲解 24 3. 汽油机和柴油机的区别 内燃机 汽油机  柴油机 构造 一个工作循环 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程