14.1 热机 2023_2024学年人教版物理九年级全一册

探索 物理 Exploring physics 1 第1节 热机 第十四章 内能的利用 2 导入 18世纪第一辆汽车问世。汽车是如何获得机械能的呢？ 3 一、热机 实验：在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。 讨论这个过程中不同形式的的能量之间的的转化的情况。 燃料燃烧时释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水内能增加，温度升高，产生大量水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的动能，水蒸气内能减小，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”。（蒸汽机工作原理） 4 一、热机 热机：利用内能做功的机械。（内能转化为机械能） 热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会。 热机种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 5 一、热机 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 （现代社会中最常见的一种热机） 汽车的动力机械就是内燃机。 内燃机种类：汽油机和柴油机。 6 二、汽油机 四冲程汽油机剖面图： 汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。 7 二、汽油机 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。 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。 8 二、汽油机 四冲程汽油机的工作原理： （1）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汽缸。 为什么能将汽油和空气的混合物吸进汽缸？ 当活塞向下运动时，气缸内气体体积增大，气压变小，大气压把混合物压进汽缸。 9 二、汽油机 （2）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； 压缩冲程发生了怎样的能量转化？ 外界对气体做功，机械能转化为内能，气体内能增大，温度升高。 10 二、汽油机 （3）做功冲程： 进气门和排气门都关闭，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。（点燃式） 做功冲程发生了怎样的能量转化？ 气体对外做功，内能转化为机械能。 11 二、汽油机 （4）排气冲程： 进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动， 把废气排出汽缸。 怎样将废弃排出的？ 当活塞向上运动时，汽缸内气体的体积变小，气压增大，当汽缸内气压大于大气压时，废气被排出汽缸。 12 二、汽油机 哪个冲程使汽车获得动力？ 做功冲程；四个冲程中唯一的动力来源。 吸气冲程、压缩冲程和排气冲程的运动是依靠飞轮的惯性（储存机械能） 来完成的。 一个工作循环=四个冲程=活塞往返两次=活塞对外做功一次=飞轮转动两周 13 二、汽油机 汽油机的应用：小型汽车、摩托车等。 14 三、柴油机 柴油机的构造和汽油机相似。 阅读课本，并思考以下问题，把以下的填空补充完整。 ①柴油机与汽油机在构造上有什么不同？ ②柴油机的吸气冲程和汽油机的吸气冲程有什么不同？ ③柴油机压缩冲程末的工作状态与汽油机有什么不同？点火方式有什么不同？ ④柴油机中的能量转化与汽油机中的能量转化相同吗？ ⑤为什么不能使用和汽油机相同的点火方式？ 15 三、柴油机 柴油机与汽油机的异同点： （1）柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有一个 。 （2）柴油机在吸气冲程里吸进汽缸的只有 。 （3）柴油机在压缩冲程中，活塞把空气的体积 得非常小，使得空气温度很 ； 在压缩冲程结束时，气缸内空气温度已经超过柴油的 ，从 喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻 起来。（压燃式） （4）柴油机在做功冲程中，燃烧放出的热使得气体的压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功， 能转化为 能。 （5）柴油机对空气压缩程度比汽油机更 ，因此在做功冲程中气体的压强也 汽油机，因此可以输出更 的功率。 喷油嘴 空气 压缩 高 燃点 喷油嘴 燃烧 内 机械 高 大于 大 16 三、柴油机 柴油机工作的过程中压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重。 17 三、柴油机 柴油机的应用：（1）载重汽车、拖拉机、坦克、火车和轮船； （2）带动发电机发电；（3）汽车的柴油发动机。 18 三、柴油机 小试牛刀： 1.下列机械中，不属于热机的是（ ） A.蒸汽机 B.内燃机 C.汽轮机 D.电动机 E.喷气发动机 D 19 三、柴油机 2.下列过程中，将内能转化为机械能的是（ ） A.汽油机的压缩冲程 B.小孩沿滑梯下