14.1热机 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

热 机 第十四章 第1节 热蒸汽为我们提供了强大的推力,把人们从繁重的体力劳作中解放出来。 蒸汽机带来一场革命!第一次工业革命! 向瓦特致敬! 世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球,但它只不过是一个玩具而已。 瓦特在前人的启迪下,对蒸汽机作出一系列重大改进,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。 其实,瓦特观察水壶中的水烧开,推动壶盖,从而发明了蒸汽机,是一个善意的杜撰。 1.热机 ——利用内能做功的机械 讨论这个实验中能量转化的情况。 一、热机 演 示 演示实验: 现象: 软木塞冲出;管口有“白汽”产生 说明: 水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠. 能量转化: 内能转化为机械能 应用: 热机(将内能转化为机械能的机械) 燃料的化学能 转化为水蒸气的内能, 内能转化成机械的机械能 使机械获得动力。 蒸汽机的遗憾——体积太庞大 用什么来代替高温高压的水蒸气呢?那样,锅炉就可以不要啦! 想一想 利用内能做功的机器有很多,例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 蒸汽机车 蒸汽机车 喷气发动机 火箭发动机 火电站的汽轮机 2.热机的种类 最早的汽车(1886年) 汽车中的巨无霸 (额定核载360吨) 内燃机——电气时代 第二次工业革命 最快的汽车(1 600 km/h) 内燃机分为汽油机和柴油机两大类 使用汽油作为燃料的叫汽油机。 使用柴油作为燃料的叫柴油机。 内燃机的分类 内燃机 汽油机 柴油机 1.构造 二、汽油机 汽油机结构图 火花塞 活塞 排气门 进气门 汽缸 连杆 曲轴 汽油机工作时,活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。 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 吸入气体:汽油和空气的燃料混合物。 吸气冲程 活塞运动方向: 。 阀门:进气门 ;排气门 。 打开 关闭 向下 依靠飞轮惯性完成 压缩冲程 燃料混合物:压强 ,温度 。 阀门:进气门 ;排气门 。 活塞运动方向: 。 关闭 关闭 增大 向上 升高 能量转化: 机械能 内能 活塞对燃料混合物做功,燃料内能增大,温度升高。 依靠飞轮惯性完成 在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动。 活塞运动方向: 。 向下 做功冲程 能量转化: 内能 机械能 阀门:进气门 ; 排气门 。 关闭 关闭 阀门:进气门 ; 排气门 。 活塞运动方向: 。 关闭 打开 向上 排气冲程 依靠飞轮惯性完成 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 做功 2 2 压缩冲程中机械能转化为内能 做功冲程中内能转化为机械能 对外做功 次 1 单击此处编辑母版文本样式 二级 三级 四级 五级 20 柴油机的构造 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 柴油机工作原理 吸入气体: 。 空气 吸气冲程 活塞运动方向: 。 空气 阀门:进气门 ; 排气门 。 打开 关闭 向下 23 压缩冲程 空气:压强 ,温度 。 阀门:进气阀 ; 排气阀 。 活塞运动方向: 。 关闭 关闭 增大 向上 升高 活塞压缩空气体积对空气做功,空气内能增大,温度升高。 超过柴油着火点。 能量转化: 机械能 内能 24 能量转化: 在压缩冲程末,从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动。 做功冲程 活塞运动方向: 。 向下 机械能 内能 25 燃烧后的废气 排气冲程 阀门:进气门 ; 排气门 。 活塞运动方向: 。 关闭 打开 向上 26 想想议议: 汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点,有什么不同点? 汽油机 柴油机 1.基本构造和主要部件的作用相似。 2 .每个工件循环都经历四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 3 .四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4 .一个工作冲程中,活塞往复两次,飞轮转动两周,做功一次。 相同点 不同点 1.构造不同:汽油机气缸顶有火花塞,而柴油机气缸顶部有喷油嘴。 2 .燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而柴油机的燃料是柴油。 3 .吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混合气体,柴油机只吸进空气。 4 .点火不同:汽油机属点燃式点火,柴油机属压燃式点火。 3.依靠飞轮惯性完成的冲程是( ) B C D A D B C 练一练 4.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的( ) A.压强增大,温度降低 B.压强减小,温度升高 C.压强增大,温度升高 D.压强减小,温度降低 C 练一练 热机是利用内能做功的机器 内燃机分为汽油机和柴油机两大类 汽油机和柴油机的异同 课堂小结 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 Lavf58.51.100 $$