12.4 热机与社会发展-【宝典训练】2023-2024学年九年级全一册物理高效课堂课件(沪粤版)

第十二章　内能与热机 12.4　热机与社会发展 目 录 01 基础过关 03 课后进阶 02 课堂巩固 04 能力提升 2022课标：3.3.3 了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 返回目录 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 01 基础过关 1．热机：将______转化为________的机器叫热机。常见的热机有：汽油机、柴油机、蒸汽机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。 2．内燃机：燃料直接在发动机______内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机分为________和________两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。 基础过关 返回目录 内能 机械能 气缸 汽油机 柴油机 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 3．内燃机特点：将燃料燃烧时的______能转化为____能，再通过做功把____能转化为______能。 4．内燃机的工作原理：一个工作循环由______冲程、______冲程、______冲程和______冲程组成，活塞往复两次，曲轴转动两周。其中______冲程中机械能转化为内能，______冲程中内能转化为机械能。四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的______来完成。 返回目录 基础过关 化学 内 内 机械 吸气 压缩 做功 排气 压缩 做功 惯性 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 5．柴油机和汽油机的主要区别是： (1)在构造上的不同：柴油机气缸顶部有________，汽油机气缸顶部有________。 (2)在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是_______________ _____，柴油机吸入气缸里的是______。 (3)点火方式不同：汽油机采用点燃式，柴油机采用压燃式。 (4)效率不同：汽油机效率在20%～30%，柴油机效率可达45%。 (5)应用不同：汽油机主要应用于轻便的汽车、飞机、摩托车等，柴油机应用于笨重的载重汽车、火车、轮船等。 返回目录 基础过关 喷油嘴 火花塞 空气和汽油的混 合物 空气 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 02 课堂巩固 知识点1 知识点2 知识点3 知识点4 　　　　　热机及其原理 6．(改编)如图所示，在1标准大气压下用酒精灯给水加热一段时间后，观察到水沸腾，软木塞冲出试管口。 (1)给水加热时的能量转化是酒精的______能转化为____能，通过________的方式将内能转移给水， 使水的内能______，温度______。 返回目录 课堂巩固 化学 内 热传递 增大 升高 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 (2)水沸腾后软木塞冲出管口前的瞬间，试管中水的温度______(选填“大于”“小于”或“等于”)100℃。水蒸气的____能转化为塞子的______能，塞子被水蒸气冲出。 (3)这个实验基本反映出了热机的工作原理，即可以利用____能对外做功，将水蒸气的____能转化为塞子的______能。 返回目录 课堂巩固 大于 内 机械 内 内 机械 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 7．近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪，下列机械的动力装置不是使用热机的是(　　) A．玉兔号月球车 B．山东号航母 C．C919客机 D．长征五号火箭 返回目录 课堂巩固 A 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 　　　　　汽油机 8．(改编)右图是四冲程汽油机的工作示意图，请完成下列填空： (1)图中____是吸气冲程，工作过程中进气门______，排气门______，活塞向____运动，吸入__________物。 (2)图中____是压缩冲程，工作过程中进气门______，排气门______，活塞向____运动，缸内气体被压缩，此过程中______能转化为气体____能，使气体的温度______。 返回目录 课堂巩固 乙 打开 关闭 下 油气混合 甲 关闭 关闭 上 机械 内 升高 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 (3)图中____是做功冲程，工作过程中进气门______，排气门______，在压缩冲程末，火花塞______，缸内油气混合物猛烈燃烧，此过程中____能转化为______能，带动机械转动。 (4)图中____是排气冲程，工作过程中进气门______，排气门______，活塞向____运动，将废气排出气缸外。 (5)一个工作循环有____个冲程，飞轮转动____周，对外做功___次，活塞往复___次，其他冲程靠飞轮的______完成。提供动力的冲程为______冲程。 返回目录 课堂巩固 丁 关闭 关闭 点火 内 机械 丙 关闭 打开 上 四 两 1 2 惯性 做功 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 　　　　　柴油机 9．(改编)如图所示，甲、乙表示四冲程柴油机的两个冲程。 (1)由气门的启闭和活塞的运动可以判断：甲是______冲程，乙是______冲程。 (2)汽油机的气缸顶部是________，柴油机的气缸顶部是________。 (3)汽油机在吸气冲程中吸入缸的是____________，柴油机吸入的是______(选填“柴油”“空气”或“柴油和空气”)。 (4)汽油机采用______式点火，柴油机采用______式点火。 返回目录 课堂巩固 做功 吸气 火花塞 喷油嘴 油气混合物 空气 点燃 压燃 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 　　　　　热机效率与环境保护 10．(改编)内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明。 (1)热机工作时，用来做________的那部分能量和__________________ ______之比，叫做热机的效率，表达式可写作η＝______×100%。 (2)图示为某内燃机的能量流向图，则该热机效率η＝______；图示中______带走的能量最多。 返回目录 课堂巩固 有用功 燃料完全燃烧放出的 能量 35% 废气 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 (3)提高热机效率的方法：①使燃料尽可能充分燃烧；②尽量减少______________________；③保证良好的机械润滑，减小______。 (4)使用内燃机的同时又给人类带来了污染，这主要是指______污染和______污染。热机排出的废气不仅温度高于环境温度，而且含有铅、______、__________、__________、二氧化碳等各种对人体有害的物质，严重污染______。 返回目录 课堂巩固 散热和废气带走的热能 摩擦 大气 噪声 微粒 二氧化氮 一氧化碳 空气 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 (5)__________________________、____________________已成为人类保护环境的重要措施。 (6)一辆汽车的发动机每消耗40kg燃油，产生的热量是___________J，若做的有用功为3.3×108J，则这辆汽车发动机的效率是______。(燃油的热值q＝3.3×107J/kg) 返回目录 课堂巩固 减少热机废气中的有害物质 控制废气的排放总量 1.32×109 25% 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 11．汽车在2300N的牵引力作用下匀速行驶100km时，完全燃烧了10kg汽油。(汽油热值q＝4.6×107J/kg)求： (1)该过程中汽车牵引力所做的功； 返回目录 课堂巩固 解：汽车牵引力所做的功W有用＝Fs＝2300N×100×103m＝2.3×108J； (2)汽油完全燃烧放出的热量； 解：10kg汽油完全燃烧放出的热量Q放＝qm＝4.6×107J/kg×10kg＝4.6×108J； (3)汽车发动机的效率。 答：略。 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 03 课后进阶 12．如图所示为四冲程内燃机四个冲程的示意图，箭头表示活塞的运动方向。请你结合气门的位置做出判断，其正确的工作顺序是(　　) A．甲、丁、乙、丙 B．乙、丙、丁、甲 C．丙、甲、乙、丁 D．丁、乙、丙、甲 返回目录 课后进阶 D 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 13．下列关于四冲程内燃机的说法中正确的是(　　) A．汽油机在吸气冲程中吸入气缸的只有空气 B．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的是柴油和空气的混合物 C．一个工作循环对外做功一次 D．汽油机的点火方式与柴油机的相同 返回目录 课后进阶 C 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 14．下列关于“热机”的说法中，正确的是(　　) A．通过技术改进，热机效率可达100% B．做功冲程将机械能转化为内能 C．火箭发动机属于热机 D．热机常用水作冷却剂，是因为水的沸点高 返回目录 课后进阶 C 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 15．用水壶烧水时，当水壶内的水沸腾时，壶盖被水蒸气顶起。在这个过程中，燃料燃烧时能量转化情况是__________________，能量传给水和水蒸气。水蒸气把壶盖顶起时能量转化是________________， 此过程与汽油机的______冲程相似。 返回目录 课后进阶 化学能转化为内能 内能转化为机械能 做功 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 16．如图是________(选填“汽油机”或“柴油机”)的构造示意图，此时为______冲程。在此冲程中，活塞对气缸内的空气做功，使它的内能______，温度______，达到了柴油的燃点，所以喷入柴油后，柴油马上燃烧，推动活塞对外做功；一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为1200r/min，该柴油机曲轴每分钟转动______周，对外做功_____次。 返回目录 课后进阶 柴油机 压缩 增加 升高 1200 600 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 17．某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程，如图为______冲程工作示意图，活塞向____运动，这个冲程的能量转化为__________________。 返回目录 课后进阶 压缩 上 机械能转化为内能 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 18．如图是航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒内达到起飞速度。气缸内蒸汽体积膨胀，推动活塞对外做功，这与热机______冲程工作原理相似。牵引索与蒸汽活塞连接的两个定滑轮能改变__________，使舰载机获得巨大的牵引力从而被弹射起飞。 返回目录 课后进阶 做功 力的方向 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 19．(改编)随着我国人民生活水平的不断提高， 汽车作为一种普通的交通工具已走进千家万户。 (1)汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的________较大的特点。小轿车的内燃机工作时，在______冲程将内能转化为机械能。 (2)小明同学阅读了某牌汽车发动机的说明书后，将内燃机的能量流向制成如图所示的图表，请根据给出的信息，计算该内燃机的效率为____%。汽车行驶时发动机产生的牵引力是F，则燃烧m质量的汽油，能使汽车前进的距离s＝__________________(用前面给出物理量的符号表示距离，汽油的热值在本小题中用q表示)。 返回目录 课后进阶 比热容 做功 29 (m×q×29%)/F 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 (3)各地政府购进了不少以天然气为燃料的汽车作公交车，汽车使用天然气作燃料的优点是__________(写一条)；行驶一段时间后，汽车消耗了0.5 kg汽油，这些汽油完全燃烧释放的热量为__________J(汽油的热值是4.6×107 J/kg)，改用天然气后，释放相同的热量需要完全燃烧_______m3的天然气。(天然气的热值是4.3×107J/m3) (4)在挑选汽车时，发动机(汽油机)效率的高低是区分汽车优劣的重要指标之一。有经验的司机可以通过闻尾气的气味做出初步的判断。输出功率相同时，汽油味越淡，汽车发动机效率越____，原因是______________。 返回目录 课后进阶 清洁环保 2.3×107 0.535 高 汽油充分燃烧 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 20．若某车匀速行驶2h消耗的汽油为4kg，汽车发动机的输出功率为10kW，则汽车发动机的效率为多少？(q汽油＝4.6×107J/kg，保留一位小数) 解：汽车2h内做的有用功W有用＝Pt＝10kW×2h＝7.2×107J， 4kg汽油完全燃烧放出的热量Q放＝mq汽油＝4kg×4.6×107J/kg＝1.84×108J， 返回目录 课后进阶 答：汽车发动机的效率为39.1%。 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 04 能力提升 21．(2022·日照)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，盖上瓶盖(如图甲)；扭转瓶子(如图乙)；轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时瓶内出现白雾(如图丙)。图乙和图丙所示的过程，分别与四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是(　　) A．吸气冲程和压缩冲程 B．压缩冲程和做功冲程 C．做功冲程和排气冲程 D．压缩冲程和排气冲程 能力提升 返回目录 B 第 ‹#› 页 12.4　热机与社会发展 本节内容到此结束！ logo 解：汽车发动机的效率η＝×100%＝×100%＝50%。 汽车的效率η＝×100%＝×100%≈39.1%。 $$