12.4热机与社会发展课件 -2023-2024学年度沪粤版物理九年级上册

第4节 热机与社会发展 新课引入 是什么促使了这些改变？今天我们来一起探究 1.知道热机工作时的能量转化过程. 2.了解汽油机的工作原理和工作过程. 学习目标 难点 新知学习 在试管内装些水，用橡皮塞塞住管口，给试管加热，加热一段时间后，会发生什么现象呢？产生这种现象的原因是什么 ？ 水蒸气对橡胶塞做功， 内能转化为机械能。 热机原理 现 象 橡胶塞被水蒸气推出 解 释 活动与探究 1.定义：是指各种利用内能做功的机械。 2.功能：是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器 3.种类：如蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等 化学 燃料 高温气体 燃烧 推动 机械 运动 化学 燃料 高温气体 燃烧 探究一 热机 热机中能量的转化 化学能 机械能 内能 （燃烧） （对外做功） 瓦特与蒸汽机的故事 早期蒸汽机的雏形——汽转球 瓦特对蒸汽机做出一系列重大改进，使其在工业上得到广泛应用。蒸汽机在之后的一百多年里，对工业的发展起着至关重要的作用。瓦特开辟了人类利用能源的新时代，标志着第一次工业革命的开始 瓦特 从视频中可以看到，蒸汽汽车行驶速度缓慢，体积庞大、车身笨重、热量损失大、效率低 汽缸 锅炉 下列关于如图所示实验的说法，错误的是( ) A.试管口出现的白雾是液化的结果 B.该实验基本能反映热机的工作原理 C.木塞冲出的过程中机械能转化为内能 D.该实验可以说明做功能改变物体的内能 C 内能转化为机械能 针对训练 由于蒸汽机较多的缺点，已经无法满足社会发展的需要，于是在科学家的研制下，内燃机登上了历史的舞台 你能根据外燃机的工作过程和特点，推测出内燃机的工作原理和特点吗？ 内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的机械 汽缸 优点： 体积小、重量轻、启动快、效率高 最早的内燃机汽车 奔驰一号 小汽车常用汽油机 载重汽车常用柴油机 汽油机与柴油机是怎样工作的呢? 内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。(燃料的种类不同) 探究二 汽油机 1.定义： 用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，将内能转化为机械能的一种热机。 2.构造： 汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴 3.工作过程： （1）冲程：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。 汽油在气缸内燃烧时，产生高温高压燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，活塞移动带动曲轴转动 汽油机的工作原理是怎样的呢? 汽油机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程(或行程)。 汽油机工作原理示意图： 压缩冲程 吸气冲程 做功冲程 排气冲程 汽油机一个工作循环有四个冲程： 吸气冲程→压缩冲程→做功冲程→排气冲程 一个工作循环里，活塞往返 次，曲轴转动 周。 冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠 来完成。 两 做功 两 飞轮的惯性 思考与交流 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？ 压缩冲程把机械能转化为内能；做功冲程把内能转化为机械能 做功冲程 排气冲程 1.区分吸气冲程与排气冲程，可以不看活塞的运动情况，只需看打开哪个气门 识别冲程——对比法 吸气冲程 排气冲程 2.识别做功冲程与压缩冲程 （1）有火花塞点火的是做功冲程，没有的是压缩冲程； （2）只需看活塞的运动情况。活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动为做功冲程。 做功冲程 压缩冲程 图1 图4 图2 图3 你能写出对应冲程的名称吗？ 图1 做功冲程 图2 排气冲程 图3 吸气冲程 图4 压缩冲程 3 4 1 2 四冲程汽油机的工作过程 冲程示意图 工作冲程 进气阀 排气阀 火花塞 活塞运动方向 归纳 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 打开 关闭 关闭 关闭 关闭 关闭 关闭 打开 未点火 未点火 未点火 点火 向下 向上 向下 向上 冲程示意图 工作冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 能量的转化 / / 工作循环 一个工作循环，活塞往复运动______，曲轴转动______，对外做功_______ 注意：汽油机在工作时只有做功冲程使机车获得动力，其他的三个冲程均为辅助冲程，依靠安装在曲轴上飞轮的惯性来完成 机械能→内能 内能→机械能 两次 两圈 一次 1.内燃机的工作过程由_________、_________、_________、_________四个冲程组成，其中，将机械能转化为内能的是_______冲程，将内能转化为机械能的是_______冲程。内燃机在一个循环中，活塞往复运动_____次，气缸内的燃油燃烧爆发_____