14.1热 机 课件 ---2024-2025学年人教版物理九年级全一册

第1节 热 机 第14章 内能的利用 知识点 热机 知1－讲 1 1. 实验探究： 利用内能可以做功 感悟新知 知1－讲 2. 热机 (1)定义：利用内能做功的机械叫做热机。 (2)工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为机械能。 (3)种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 感悟新知 知1－讲 (4)常见热机——内燃机 ①定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机。 ②分类：汽油机和柴油机。汽油机是以汽油为燃料的内燃机，柴油机是以柴油为燃料的内燃机。 感悟新知 知1－讲 特别提醒 分析本实验注意以下三点： 1.实验中的能量转化过程： (1)酒精燃烧：化学能转化为内能； (2)塞子冲出：内能转化为机械能。水蒸气对塞子做功时，塞子机械能增加，而水蒸气本身的内能减小。 2.实验中的能量转移过程：高温燃气→试管→管内的水和水蒸气。 3.实验过程中的物态变化过程：汽化和液化。 感悟新知 知1－练 例 1 [中考·自贡] 如图1 所示，在试管内装些水，用塞子塞住管口，将水加热一段时间后观察。 主要现象：塞子冲出，管口出现“白气” 感悟新知 知1－练 (1)会发生的现象为__________________________________ ___________________。 水蒸气将塞子冲出，同时看到试管口 附近有“白气”出现 感悟新知 (2)解释所发生的现象: _______________________________ _____________________________________________________________________________________________________________________。 知1－练 试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气 的内能转化为塞子的机械能，所以塞子被冲出；水蒸气 对外做功，内能减小，温度降低，发生液化现象，出 现小水滴，即“白气” 感悟新知 知1－练 1.[中考·无锡] 如图所示， 在试管里装入一些水， 用软木塞塞住试管口， 将试管放在酒精灯上加热使水沸腾， 水蒸气会把软木塞冲开， 在这一过程中， 水蒸气膨胀对软木塞______ ，水蒸气的一部分 ______能转化为软木塞的______能， 利用这一原理， 可以制成热机。 做功 内 机械 感悟新知 知2－讲 知识点 汽油机 2 1. 主要结构 进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。 2. 四冲程汽油机的工作过程 (工作示意图如图2) 活塞在汽缸内往复运动时，从一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 感悟新知 知2－讲 冲程名称 进气门 排气门 活塞运动 冲程的作用 能量转化 吸气冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物 压缩冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物，使其内能增大，温度升高 机械能转化为内能 做功冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆带动曲轴转动 内能转化为机械能 排气冲程 闭 开 向上 排出废气 感悟新知 知2－讲 3. 要点提示 (1)四冲程汽油机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程不断循环来保证连续工作的。 (2)四冲程汽油机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 感悟新知 知2－讲 (3) 识别汽油机工作所处的冲程，通常采用对比法，如图2。 感悟新知 知2－讲 方法解读 运用对比法识别冲程： 1.区分吸气冲程与排气冲程，只需看打开哪个气门。 2.识别做功冲程与压缩冲程，在确定两个气门都关闭的前提下，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。 感悟新知 知2－练 [中考·巴中] 下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是( ) 例2 感悟新知 知2－练 解析：首先明确在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其余三个冲程都是利用飞轮的惯性来完成的。 感悟新知 知2－练 一、判断各图对应的冲程 二、确定选项：做功冲程不是利用惯性来完成的。 图序号 气门的开闭 活塞的运动 冲程 A 进气门开、排气门关 向下 吸气冲程 B 进气门关、排气门开 向上 排气冲程 C 进气门关、排气门关 向下 做功冲程 D 进气门关、排气门关 向上 压缩冲程 答案：C 感悟新知 知2－练 2.［中考·玉林］如图所示是一台四冲程汽油机的________(填“压缩” 或“ 做功”) 冲程， 这个冲程是通过________(填“做功”或“ 热传递”) 的方式改变汽缸内气体的内能的。 压缩 做功 感悟新知 知2－讲 方法小结 结合气门的开闭情况和活塞的运动情况，找出做功冲程，即得出答案。 感悟新知 知3－讲 知识点 柴油机 3 1. 主要结构 进气门、排气门、喷油嘴、汽缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。 2. 利用对比法分析柴油机和汽油机的不同点 感悟新知 知3－讲 机种 项目 汽油机 柴油机 构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 工 作 过 程 吸气冲程 吸进汽油和空气的混合物 吸进空气 压缩冲程 混合物被压缩后， 压强达6~15 atm，温度达250~300 ℃ 空气被压缩后，压强达35~45 atm，温度达500~700 ℃ 做功冲程 火花塞点火，燃料燃烧，即点燃式 喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温空气燃烧，即压燃式 用途 轻巧、体积小，常用于汽车、轻型飞机等 笨重、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克、带动发电机发电等 感悟新知 3. 柴油机和汽油机的相同点 各冲程中能量转化情况相同。 知3－讲 感悟新知 知3－讲 延伸拓展 两种内燃机的优缺点： 1.柴油机 优点：热效率高，柴油机没有点火系统，故障较少等。 缺点：转速较低，质量大，噪声大，启动困难等。 2.汽油机 优点:汽油机转速高，工作平稳，操作方便省力，质量轻，噪声小，容易启动等。 缺点: 燃料消耗率较高，经济性较差，排气净化指标低。 感悟新知 知3－练 汽油机和柴油机的主要不同点是( ) A. 在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸顶部有火花塞 B. 在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油 C. 汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火 D. 在压缩冲程中汽油机汽缸里的温度和压强比柴油机里的高 例 3 感悟新知 知3－练 解题秘方：用对比法区别两种内燃机，要能找出两种内燃机的主要不同点。 解析：汽油机汽缸顶部是一个火花塞，而柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，这是汽油机和柴油机在构造上的区别。此外，汽油机和柴油机吸气冲程时吸入的工作物质、压缩冲程时的压缩程度及点火方式都有所不同。 答案：C 感悟新知 知3－练 3. 下面关于汽油机与柴油机的说法中， 不正确的是( ) A. 汽油机与柴油机使用的燃料不同 B. 柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有一个火花塞 C. 柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 D. 柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C 感悟新知 热 机 热机 柴油机 内燃机 汽油机 结构 工作原理、过程 课堂小结 $$