第十四章 第1节 热机 2023-2024学年人教版九年级全一册物理

第1节 热机 汽车奔驰，列车飞驶，舰船劈波斩浪，飞机凌空穿云。人们日行千里的愿望已成现实。 跑车在公路上行驶 发动机 飞机空中飞行 轮船航行 火车在行驶 发动机的工作原理是怎样的？它们工作过程中能量如何转化？ 新课引入 第1节 热 机 1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要意义 2.了解汽油机和柴油机的构造和工作过程 3.了解柴油机和柴油机的构造和工作过程 学习目标 第1节 热 机 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 一、热机 新知学习 现 象 橡胶塞被水蒸气推出 解 释 第1节 热 机 种 类 内燃机 喷气发动机 汽轮机 蒸汽机 燃料的化学能 工作物质的内能 工作机器的机械能 燃烧 做功 热机 定 义 我们把这种利用内能做功的机械称为热机 能量转化 第1节 热 机 瓦特与蒸汽机的故事 早期蒸汽机的雏形——汽转球 第1节 热 机 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 第1节 热 机 纽可门蒸汽机 蒸汽机模型 第1节 热 机 汽缸 锅炉 蒸汽机车的锅炉与汽缸是分离的，是“外燃机” 缺点： 体积庞大、车身笨重、热量损失大、效率低 第1节 热 机 由于蒸汽机较多的缺点，已经逐渐不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原理和特点，推测出内燃机的工作原理和特点吗？ 第1节 热 机 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 第1节 热 机 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) 第1节 热 机 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 第1节 热 机 汽油机构造剖面图 汽油机剖面图 进气门 排气门 火花塞 活塞 连杆 曲轴 气缸 二、汽油机 第1节 热 机 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? 第1节 热 机 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 第1节 热 机 汽油机工作原理示意图： 吸气冲程 1.进气门、排气门是什么状态？ 2.活塞向哪个方向运动？ 3.吸进的是什么物质？ 进气门打开，排气门关闭 向下运动 汽油和空气的混合物 第1节 热 机 汽油机工作原理示意图： 压缩冲程 1.进气门、排气门是什么状态？ 2.活塞向哪个方向运动？ 3.发生了什么能量转化？ 4.此冲程的作用 缸内混合气体被压缩 进气阀关闭，排气阀关闭 活塞向上运动 机械能转化为内能 第1节 热 机 做功冲程 汽油机工作原理示意图： 1.进气门、排气门是什么状态？ 2.活塞向哪个方向运动？ 3.发生了什么能量转化？ 4.此冲程的作用 压缩冲程末,气缸顶部的火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压气体迅速膨胀，使活塞向下运动 进气阀关闭，排气阀关闭 活塞向下运动 内能转化为机械能 第1节 热 机 排气冲程 将燃烧后的废气排出缸外 汽油机工作原理示意图： 1.进气门、排气门是什么状态？ 2.活塞向哪个方向运动？ 3.此冲程的作用 进气阀关闭，排气阀打开 活塞向上运动 第1节 热 机 吸气 压缩 做功 排气 机械能转化为内能 内能转化为机械能 获得动力 排 出 尾 气 做功冲程使汽车获得动力，其余三个冲程依靠飞轮的惯性来完成 空气和汽油 一个工作循环 汽油机工作过程 第1节 热 机 例如：某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成___个工作循环，活塞往复运动 次，对外做功 次，完成 个冲程 20 40 20 80 内燃机的启动 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。 一个工作循环有四个冲程: 吸气、 压缩、 做功、 排气