14.2 热机 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

第2节　热机 第十四章　内能的利用 课程标准(2022年版) 本节要点 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. 1.知道什么是热机，热机的工作原理. 2.了解四冲程内燃机的工作过程和能 量转化情况.(重点) 3.了解汽油机和柴油机在构造和工作 过程中的异同.(难点) 热机的工作原理 1. 演示实验：内能的转化. 过程：用酒精灯加热至水沸腾(如图所示). 现象：水沸腾后，木塞 　被冲出去　，试管口有 　白雾　产生. 被冲出去　 白雾　 结论：(1)酒精燃烧，酒精的 　化学　能转化为水和水蒸气的 　内能. (2)水蒸气对木塞做功，水蒸气的 　内　能转化为木塞的 　机械　 能，从而使水蒸气的内能 　减少　，温度 　降低　.试管口的水蒸气 遇冷 　液化　形成白雾. 化学　 内　 内　 机械　 减少　 降低　 液化　 2. 热机 像上述那样，利用内能做功的机械叫作热机(把 　内　能转化为 　机 械　能). 实例：热机的种类很多，例如 　蒸汽机　、 　内燃机　、汽轮机、 喷气发动机等. 内　 机 械　 蒸汽机　 内燃机　 　热机是利用内能做功把内能转化为机械能的机械. 汽油机 1. 汽油机的结构：如图所示. 2. 汽油机的工作过程 通过视频观看内燃机(四冲程汽油机)的工作过程，阅读教材P26～27的内容，完成下表. 冲程 名称  　吸气　冲程  　压缩　冲程  　做功　冲程  　排气　冲程 示 意 图 工作 特点 进气门打开、排气门关闭、活塞向下运动. 进气门关闭、排气门关闭、活塞向上运动. 进气门关闭、排气门关闭、活塞向下运动. 进气门关闭、排气门打开、活塞向上运动. 吸气　 压缩　 做功　 排气　 冲程 名称  　吸气　冲程  　压缩　冲程  　做功　冲程  　排气　冲程 冲程 作用 将　 汽油 和 空 气 吸入气缸. 压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大，温度升高. 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞对外做功. 把 　废气　 排出气缸. 能量 转化 — 机械能转化 为 　内能　. ①燃料燃烧，将　 化能转化为 　内能. ②高温高压气体对外做功，将 　内　能转 化为 　机械　能. — 汽油和 空气的混 　 废气　 内能　 化学　 内　 合物　 内　 机械　 吸气　 压缩　 做功　 排气　 [物理观念](2025·江门月考)如图是四冲程汽油机的工作原理 示意图，下列说法正确的是(　C　) C A. 图甲是压缩冲程，燃气的内能增加，温度升高 B. 图乙是做功冲程，通过做功的方式使燃料混合物的内能增加 C. 图甲所示的冲程为汽车提供动力 D. 图丁是吸气冲程，吸入气缸的物质是汽油 变式1　(2024·龙东地区中考改编)汽油机将内能转化为机械能的 是 　做功　冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2 400 r/min.则此 汽油机每秒经历了 　20　个工作循环，对外做功 　20　次. 做功　 20　 20　 【解析】汽油机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，把 内能转化为机械能；汽油机飞轮的转速为2 400 r/min，说明1 s内汽 油机曲轴的转动次数等于40.由一个工作循环中，曲轴转动两周，对 外做功一次得，当1 s内曲轴转动40次时，汽油机经历了20个工作循 环，对外做功20次. 汽油机和柴油机的异同 阅读教材P27～28“柴油机”的内容，并比较汽油机和柴油机的异 同，完成下表. 汽油机 柴油机 示意图 汽油机 柴油机 不同 点 构造 顶部有一个 　火花 . 顶部有一个 　喷嘴　. 吸气冲程 吸入 　汽油和空气合 物 　. 吸入 　空气　. 点燃 方式 火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃 式. 缸内空气压缩程度更大，空气温度升得更高，喷油嘴喷出的柴油遇到热空气(温度超过柴油燃点)立刻燃烧，称为压燃式. 火花 塞　 喷油嘴　 汽油和空气的 混合物　 空气　 汽油机 柴油机 不 同 点 特点 轻巧，效率低. 笨重，效率高. 应用 小型汽车、摩托车. 载重汽车、大型拖拉机. 相 同 点 一个工作循环，经历 　4　个冲程，活塞往复运动 　2　次，曲轴和飞轮转动 　2　周，做功 　1　次.吸气冲程、 　压缩　冲程和排气冲程都是靠飞轮的 　惯性　完成的. 4　 2　 2　 1　 压缩　 惯性　 [物理观念]下面关于汽油机和柴油机的说法中，不正确的是 (　D　) A. 汽油机与柴油机使用的燃料不同 B. 柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 C. 柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 D. 柴油机在吸气冲程中吸入的是空气和柴油的混合物 D 变式2　关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法错误的是(　B　) A. 都是内燃机 B. 在吸气冲程吸入气缸的都是空气 C. 柴油机的气缸顶部是喷油嘴 D. 汽油机在压缩冲程末火花塞点火 B 1. [物理学与社会发展](2024·广元中考)1883年人类发明了汽油机.一 台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生 高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程(　B　) A. 是压缩冲程 B. 气体对外做功，内能转化为机械能 C. 活塞依靠飞轮的惯性而运动 D. 气体对外做功，气体的内能增加 B 2. [物理学与工程实践](2024·临沂中考)2024年4月20日，我国研制的 全球首款本体热效率达53.09％的柴油机正式亮相世界内燃机大会， 刷新了柴油机热效率的世界纪录.如图所示内燃机的四个冲程，气缸 内气体的内能最小的是(　D　) A　　　　　　　B　　　　　　　C　　　　　　　D D 【解析】吸气冲程中，汽油机吸入空气和汽油的混合气体，气体温 度较低；压缩冲程中，活塞压缩汽油与空气形成的燃料混合物，活 塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能，使气缸内气体的内能 增加；做功冲程中，高温高压气体对活塞做功，内能转化机械能； 排气冲程中，将气缸内的废气排出；相比而言，吸气冲程中的气体 温度较低，内能最小.故D正确. 3. 如图是汽油机与柴油机的示意图，则属于柴油机的是图 　乙　.在 汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气体做功，混合气 体的温度 　升高　(选填“升高”或“降低”)，内能 　增加　(选填 “增加”或“减少”). 乙　 升高　 增加　 4. (2024·泰安中考)关于下列四幅图的说法中(　B　) ①图甲，试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的 ②图乙，两块表面光滑的铅块紧压后，下方可挂起重物，说明分子间有引力 ③图丙，燃气推动活塞向下运动，活塞的机械能转化为燃气的内能 ④图丁，水沸腾时不断吸收热量，温度保持不变 A. 只有①③正确 B. 只有①②④正确 C. 只有②④正确 D. ①②③④都正确 B 5. [科学思维]为制造压缩空气动力汽车，工程师将装有压缩空气的 钢瓶与空气动力发动机连接，该发动机的一个工作循环分为进气冲 程和排气冲程，如图所示.发动机对外做功的是 　进气　(选填“进 气”或“排气”)冲程，此过程中钢瓶内压缩空气的温度 　降低　. 若该发动机飞轮的转速为1 200 r/min，则1 s内发动机对外做 功 　20　次.汽车行驶一段路程后， 钢瓶内压缩空气的密度 　减 . 进气　 降低　 20　 减小 【解析】如题图所示，进气冲程中压缩空气进入气缸，压缩空气对 活塞做功，将内能转化为机械能，钢瓶内压缩空气的内能减少，温 度降低.该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程，若该发 动机飞轮的转速为1 200 r/min＝20 r/s，则1 s内发动机有20个工作循 环，对外做功20次.汽车行驶一段路程后，压缩空气的质量减小，体 积不变，由ρ＝知钢瓶内 压缩空气的密度减小. $$