14.1热机-2023 2024学年九年级物理同步精品讲义

第十四章 内能的利用 ❊14.1 热机 课前导入 【思考】加热试管底部，一段时间后，上端的橡皮塞会弹出来，你知道推动橡皮塞的能量来自哪里吗？ 知识清单 1． 热机 1、实验探究：内能可以做功 实验装置 水蒸气的内能转化为橡皮塞的机械能 酒精的化学能转化为水和水蒸气的内能 实验过程 在试管内装些水,用橡胶塞塞住试管口,用酒精灯给水加热至沸腾 实验现象 橡胶塞被冲出去,试管口出现“白雾” 实验分析 酒精燃烧放出热量,热量通过试管传递给水使其内能增加,温度升高,产生大量的水蒸气将橡胶塞推出试管口,同时水蒸气的内能减少,温度降低,水蒸气液化成小水滴,在试管口可观察到大量的“白雾” 实验结论 利用内能可以做功 2、 热机 （1） 定义：利用内能做功的机械 （2） 种类:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （3） 工作原理： 燃料的化学能水蒸气、空气等的内能机械能 3、内燃机 （1）定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机. （2）种类：汽油机、柴油机。（蒸汽机不是内燃机） 2． 汽油机 1、工作原理：利用汽缸内汽油燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功。 2、构造及功能：如右图所示, （1） 进气门：便于含氧空气的进入； （2） 火花塞：点燃含氧空气与燃料的混合气体，将燃料的化学能转化为内能； （3） 活塞：使得汽缸内部能够形成一个密闭空腔，便于内能转化为机械能； （4） 连杆和曲轴：将活塞的往复直线运动转化为曲轴的圆周运动； （5） 排气门：便于废气的排出。 3、工作过程 （1）活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端（是单程，不是一个来回）的过程为一个冲程。 （2）多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。四冲程汽油机的工作过程如下： 冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图示 进气门 打开 关闭 关闭 关闭 排气门 关闭 关闭 关闭 打开 活塞 向下 向上 向下 向上 冲程的作用 汽油和空气的混合物被吸入汽缸 汽油和空气的混合物被压缩，使其内能增加、温度升高 在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生的高温高压气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功 排出废气 能的转化 无 机械能转化为内能 内能转化为机械能 无 三、柴油机 1、工作原理：利用汽缸内柴油燃烧产生高温高压的燃气,推动活塞做功. 2、主要构造：柴油机的构造和汽油机的构造相似,但是柴油机顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴. 3、工作过程：与汽油机大致相同,也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程,且四个冲程构成一个工作循环。 4、柴油机与汽油机的不同点： 不同点 柴油机 汽油机 燃料 柴油 汽油 构造 汽缸顶部有一个喷油嘴 汽缸顶部有一个火花塞 点火方式 压燃式 点燃式 吸气冲程 吸入空气 吸入汽油和空气的混合物 压缩冲程 压缩程度较大,气体体积被压缩为吸入体积的~，压强更大,温度更高 压缩程度较小，气体体积压缩为吸入体积的，压强与温度都低于柴油机 做功冲程 喷出的雾状柴油遇到高温高压的热空气燃烧 火花塞产生电火花，点燃燃料 主要特点 笨重但输出功率大 轻巧但输出功率小 应用 载重汽车、火车等 摩托车、小汽车等 【注意】汽油机与柴油机都是四个冲程为一个工作循环，一个工作循环只做功一次（做功冲程），活塞来回运动两次，曲轴转动两周。 题型一 热机中的能量转化 汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（　　）例1 A． B． C． D． 如图所示实验，在橡胶塞被水蒸气冲出的过程中，以下说法正确的是（　　）变1 A．酒精燃烧时将内能转化为化学能 B．试管内的水的内能因为热传递而增加 C．橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同 D．水蒸气对外做功，内能减少，在试管口汽化成小水滴 关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（　　）变2 A．0℃的冰块内能为0 B．温度高的物体含有的热量多 C． 汽油机做功冲程气缸内燃气的内能增加 D．两个发生热传递的物体之间一定存在温度差 如图所示，用酒精灯给装有水的小试管加热，不一会儿，软木塞被“冲”了出来，这一现象中的能量转化类似图中四冲程汽油机工作示意图中的（　　）变3    A．   B．   C．   D．   题型二 热机的种类 以下机械不属于热机的是（　　）例1 A．蒸汽轮机 B．喷气式飞机 C．摩托车发动机 D．电动自行车 以下机械不属于热机的是（　　）变1 A．火箭发动机 B．柴油机 C．洗衣机 D．蒸汽机 在如图所示的交通工具中，