14.1热机 ---2023-2024学年人教版物理九年级上册

热 机 第十四章 第１节 复习 一、什么是内能？影响内能的因素是什么？ 二、如何才能改变物体的内能？ 内能的利用 一、加热 例：煮饭 取暖等 共同特点：都是直接利用内能转移来加热物体的。 缺点：能源浪费大，污染环境，内能的利用率不高。 二、做功? 　　热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。 蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！ 向瓦特致敬！ 　　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，但它只不过是一个玩具而已。 　　瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。 　　其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。 蒸汽机的遗憾——体积太庞大 　　用什么来代替高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就可以不要啦！ 想一想 最早的汽车（1886年） 汽车中的巨无霸 （额定核载360吨） 内燃机——电气时代　第二次工业革命 最快的汽车（1 600 km/h） 学习目标 1.通过实验探究，知道利用内能可以做功，了解热机的工作原理。 2.初步了解四冲程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，了解柴油机与汽油机工作过程的异同点。 导入新课 看一看想一想： 如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？ 在这一过程中能量如何转化呢？ 由实验得到了以下结论： A酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸汽的内能； B水蒸汽对橡皮塞做功，又将内能转化成机械能，从而使橡皮塞获得了动力。 实验很简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。-------热机 C白雾是水蒸汽液化成小水珠。 1．热机定义： 利用内能做功的机械。 一、热机　 2．热机的工作原理： 燃料的化学能燃烧转化为内能，内能做功转化为机械能。 利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 蒸汽机车 蒸汽机车 喷气发动机 火箭发动机 火电站的汽轮机 3．热机的种类 内燃机分为汽油机和柴油机两大类 　　使用汽油作为燃料的叫汽油机。 　　使用柴油作为燃料的叫柴油机。 4、内燃机： 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。 1．构造 二、汽油机　 主体是气缸，它的顶部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，它通过连杆与 曲轴 相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。 2、汽油机的工作原理 汽油在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。 3、汽油机的工作过程 活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的一次单向运动过程，叫做一个冲程。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 吸气冲程 汽油和空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。当活塞运动到汽缸的最下端，进气门关闭。 曲轴转动半圈，无能量转化，无温度变化， 靠飞轮惯性完成。 压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，内能增加，温度升高。 曲轴转动半圈，机械能转化为内能，温度升高，靠飞轮惯性完成。 做功冲程 进气门和排气门都关闭，在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花（点燃式点火），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半圈，对外做功。 曲轴转动半圈，内能转化为机械能，温度降低，靠做功汽车获得动力，不靠飞轮惯性完成。 排气冲程 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。当活塞运动到汽缸的最上端，排气门关闭。 曲轴转动半圈，无能量转化，无温度变化，靠飞轮惯性完成。 燃烧后的废气 　　1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 　　2．哪个冲程使汽车获得动力？ 　　3．哪个冲程排出了汽车的尾气？ 4．老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？ 5．现代汽车里的“马达”起什么作用？ 想想议议 电动机 飞轮 ▲汽油机一个工作循环包括4冲程，活塞往复2次，曲轴转动2圈，有2次能量转化，做功1次。 ▲四冲程汽油机的四个冲程，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来保持运动。 ▲汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作。 ▲在压缩冲程中曲轴连杆的机械能转化为气体的内能，在做功冲程中内能转化为机械能。 简记：一循环，四冲程，二转圈，二转化，一做功 汽油机规律总结： 练习 1、一台汽油机飞轮转速为2400r/min，则在1秒内完成 个循环，活塞往