14.1 热机 讲义-2024-2025学年人教版物理九年级全一册

14.1热机 【知识讲解】 内能的利用 一、直接利用内能加热物体。如：取暖、做饭、加热、暖气供应等。 二、利用內能做功，将内能转化为机械能。主要包括内燃机、蒸汽机等。 利用内能做功 实验探究：内能做功过程中的能量转化过程：用酒精灯加热至水沸腾现象：水沸腾后,软木塞飞出,管口有“白气”产生。结论：酒精燃烧,化学能转化为水和水蒸气的内能,水蒸气对软木塞做功,又将内能转化为机械能。 现象解析：“白气”的产生是由于水蒸气对软木塞做功后内能减小，温度降低，使水蒸气液化成小水珠而形成的。 热机 (1)定义：利用内能做功(将内能转化为机械能)的机械称为热机。 (2)分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 (3)热机工作时的能量转化：燃料的化学能→内能→机械能。 热机的种类 1.蒸汽机：将水蒸汽的内能转化为机械能的往复式动力机械； 2.汽轮机：高温高压的水蒸汽通过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。汽轮机是现代火力发电厂的主要设备，也用于冶金工业、化学工业、舰船动力装置中。 3.燃气轮机：是以连续流动的气体为工作物质带动叶轮高速旋转，将燃料的能量转变为有用功的内燃式动力机械，是一种旋转叶轮式热力发动机。 4.内燃机：是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的内能直接转化为动力的热力发动机。 5.喷气发动机：燃料在燃烧室内燃烧后,产生高温和高压的气体,这种气体从尾部以极高的速度喷出,同时产生反作用力,推动机身向前运动。喷气机的作用是直接产生反冲推力,把燃料的内能转变为燃气的动能和飞机前进的机械能。 内燃机 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫作内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机两大类。 汽油机 1构造 下图是四冲程汽油机的实物剖面图和结构示意图： 2工作原理 汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气,推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。 3工作过程 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。 1、吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。（无能量转化） 2、压缩冲程：进气门和排气门都关闭， 活塞向上运动，燃料混合物被压缩。（机械能转化为内能，使燃料混合物温度升高） 3、做功冲程（点燃式）：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。（内能转化为机械能） 4、排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。（无能量转化） 完整工作过程：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 提醒：汽油机的工作过程是一个往复的工作过程。四冲程汽油机在一个工作循环中有四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴和飞轮转动两周,对外做功一次。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。 11教材想想议议答案11 1. 在四个冲程中，压缩冲程是机械能转化为内能；做功冲程是内能转化为机械能。 2. 做功冲程使汽车获得动力。 3. 排气冲程排出了汽车的废气。 柴油机 1构造 2工作原理 与汽油机相同，柴油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气,推动活塞做功。 3工作过程 柴油机的工作过程与汽油机相似，也是由四个冲程不断循环来工作。 1、吸气冲程：只吸入空气；2、压缩冲程；3、做功冲程（压燃式）；4、排气冲程。 汽油机与柴油机的区别 汽油机 柴油机 吸气冲程 吸气门开,排气门关,活塞向下运动 吸入空气和汽油混合物 只吸入空气 压缩冲程 吸、排气门关，活塞向上运动，机械能转化为内能 温度升高,内能增大,压力较小 压力比汽油机大,温度更高 做功冲程 吸、排气门关,高温高压气体推动活塞向下运动,内能转化为机械能 火花塞点燃混合物(点燃) 喷油嘴喷岀柴油,高温气体使柴油燃烧(压燃) 排气冲程 进气门关,排气门开,活塞向上运动,将废气排出汽缸 【巩固练习】 1．摩托车上的热机工作时提供动力的是（    ） A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程 2．我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（    ） A．将废气排出缸外 B．完成对外做功 C．吸进汽油和空气的混合物 D．压缩燃料和空气的混合物 3．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，下图中表示做功冲程的是（    ）   A.甲        B.乙       C.丙       D.丁 4．汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过    方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为水的       。 5.汽油机工作的四个冲程中，_________冲程是燃气对活塞做功，此过程是将_________能转化为________能。 6.汽油机的一个工作循环是排气、吸气、压缩、_________这四个冲程，其中能将机械能转化为内能的冲程是_________冲程。 7.柴油机的构造跟汽油机相似，主要不同点是柴油机的气缸顶部有一个__________，没有__________。 8.下图是内燃机的某一个冲程的工作情况，可以断定是__________冲程，它将__________能转化成__________能。 【答案】 1、C；2、D；3、B；4、做功，比热容大。5、做功，内，机械。6、做功，压缩。7、喷油嘴，火花塞。8、做功，内，机械。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$