14.1 热机 (2) -2022-2023学年人教版物理九年级

第十四章 内能的利用 14.1 热机 1 知识回顾 1.什么是内能？ 2.改变物体内能的两种方法？ 3.对物体做功，物体的内能怎样变化？ 4.物体对外做功，物体的内能怎样变化？ 如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾，观察发生的现象？并讨论伴随什么样的能量转化。 现象：软木塞冲出；管口有“白汽”产生。 说明：水蒸气对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸气液化成小水珠。 水蒸气的内能转化为塞子的机械能 演示 探究新知 热机 利用内能来做功的机械称为热机。 常见的热机： 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。 一种内燃机的剖面图 导入新课 常见的内燃机 汽油机 柴油机 汽油机：以汽油为燃料的内燃机； 柴油机：以柴油为燃料的内燃机。 导入新课 四冲程汽油机剖面图 火花塞 活塞 排气门 进气门 汽缸 连杆 曲轴 导入新课 汽油机工作过程 活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 单缸四冲程汽油机工作过程分吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，完成四个冲程为一个工作循环。 导入新课 汽油机工作过程 进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 吸气冲程 导入新课 压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，燃料混合物被压缩，内能增大，温度升高。 机械能转化为内能。 导入新课 做功冲程 进气门和排气门都关闭，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，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，对外做功。 内能转化为机械能。 导入新课 排气冲程 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 单缸四冲程汽油机一个工作循环完成四个冲程，活塞往复两次，飞轮、曲轴转动两周，对外做功一次。 导入新课 1.在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？ 2.哪个冲程使汽车获得动力？ 3.哪个冲程排出了汽车的废气？ 压缩冲程是机械能转化为内能；做功冲程是内能转化为机械能. 做功冲程使汽车获得动力. 排气 冲程排出汽车的废气. 小试身手 小试身手 2.如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于 冲程，该冲程将 转化为机械能。若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功 次、飞轮转过 圈。 做功 内能 10 20 喷油嘴 气缸 进气门 活塞 连杆 排气门 曲轴 柴油机的构造 导入新课 四冲程柴油机工作过程 柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程中吸入的只是空气。压缩比比汽油机更大，温度更高，压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油遇到热空气燃烧，高温高压燃气推动活塞对外做功。属于压燃式内燃机。 导入新课 内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。 内燃机的启动 内燃机的应用 导入新课 相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 不同点：构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴； 工作过程上：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的只是空气； 压缩情况不同：柴油机压缩冲程末，压缩比更大，所以压强更大，温度更高，超过了柴油的燃点； 点火方式不同：汽油机靠火花塞点火。柴油机属于压燃式。 汽油机与柴油机的异同点 导入新课 课堂小结 1.热机概念 2.常见的热机有：汽油机、柴油机 3.汽油机构造及工作原理 4.柴油机构造及工作原理 5.汽油机与柴油机异同点 课堂练习 1.内燃机的工作过程是由吸气、 、 、排气四个冲程组成的。 2.在内燃机工作的四个冲程中内能转化为机械能的过程存在于（　　） A．吸气冲程 B．做功冲程 C．压缩冲程 D．排气冲程 压缩 做功 B 3.如图是内燃机工作时某冲程的示意图（两气门关闭），该冲程是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 4.从能的转化角度看，在四冲程内燃机的每个工作循环中，将内能转化为机械能的冲程是 冲程。 某单缸四冲程内燃机飞轮转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次。 C 做功 10 课堂练习 智慧教学 快乐学习 $