12.4 热机与社会发展 -2022-2023学年沪粤版物理九年级上册

第十二章 内能与热机 12.4 热机与社会发展 沪粤版 物理 课堂导入 是谁为汽车提供强大的推力？ 火花塞 活塞 排气门 进气门 气缸 连杆 曲轴 用汽油作为燃料，使汽油在气缸内燃烧,将内能转化为机械能。 汽油机构造 一、汽油机 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。 汽油机工作流程 吸气冲程 ① 进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。 机械能 压缩冲程 ② 内能 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 做功冲程 ③ 机械能 内能 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 排气冲程 ④ 在四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，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。 1．如图所示的是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，在汽油机的一个工作循环中合理的顺序是（　　） A．甲、丁、丙、乙 B．甲、丁、乙、丙 C．乙、丙、甲、丁 D．丙、丁、甲、乙 A 当堂练习 2．如图是演示把活塞沿厚玻璃筒迅速压下的实验。表示汽油机四个冲程的示意图，其中与该实验的实验原理相同的冲程是（　） A B C D C 3．如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　） A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲 C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能 D．丙图中能量的转化是内能转化为机械能 D 4．汽车在高速行驶的过程中，轮胎会发烫，这是通过________的方式增加了物体内能；汽车在加油时会闻到汽油味儿，这是________现象；汽车行驶时的动力来源于汽油机的________冲程。 做功 扩散 做功 5．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，下列关于其四个冲程的描述错误的是（　　） A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物 进入汽缸 B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽 缸内气体的内能增加 C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大 部分转化为机械能 D．排气冲程中，废气被排出汽缸 C 6．内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的______冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为 2400r/min， 该汽油机每秒对外做功 ______次。 做功 20 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 柴油机的构造 二、柴油机 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 柴油机工作流程 空气 吸气冲程 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。 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。 压缩冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，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。 做功冲程 燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 排气冲程 知识拓展 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。 区别 汽油机 柴油机 结构 工作过程 吸气冲程 压缩冲程 体积变小,压强变大,  温度升高 点火方式 优缺点 火花塞 喷油嘴 汽油和空气 的混合物 空气 火花塞点火 (点燃式) 压缩空气达到雾状柴油 着火点,不需点燃(压燃式) 轻便、效率低等 笨重、效率高等 柴油机和汽油机的区别 ①燃料未完全燃烧 ②废气带走能量 ③克服摩擦消耗能量 ①尽量使燃料充分燃烧 ②保证良好润滑减少摩擦 ③尽量降低散热 二、如何提高热机的效率 一、热机的效率较低的原因 燃气内能E 废气内能 废气内能 有用机械能 散热损失 机械损失 E1 E2 E3 E4 三、热机与环境 (1)排出的废气温度较高。 (2)废气中含有各种有害的气体和粉尘(SO2、CO2) (3)热机工作时噪声污染严重 环境污染 (1)改进燃烧设备