14.2 热机 2025-2026学年人教版九年级全一册物理

第2节 热机 第十四章 内能的利用 18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？ 第一辆汽车 最快的汽车 实验1 现象：橡胶塞被水蒸气推出 解释：水蒸气对橡胶塞做功， 内能转化为机械能。 小小“蒸汽机” ①热机：各种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。 一、热机 晴 ③种类： 蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 蒸 汽 机 内 燃 机 一、热机 一、热机 喷气发动机 火箭发动机 汽轮机应用：火力发电站、辽宁号航空母舰 喷气式发动机：火箭发动机应用：火箭 空气喷气发动机应用：飞机 火电站的汽轮机 瓦特对蒸汽机做出一系列重大改进，使其在工业上得到广泛应用。蒸汽机在之后的一百多年里，对工业的发展起着至关重要的作用。 瓦特开辟了人类利用能源的新时代，标志着第一次工业革命的开始。 蒸汽机的雏形——汽转球 纽可门蒸汽机 蒸汽机车 蒸汽火车 蒸汽机模型 实验2 蒸汽机的锅炉与汽缸分离，是“外燃机” 锅炉 锅炉 汽缸 汽缸 缺点： 体积庞大 车身笨重 热损失大 效率很低 实验3 酒精枪——小小“内燃机” 电子打火器 内燃机—— 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的机械 最早的内燃机汽车 （1886年） 汽缸 奔驰1号 优点： 体积小 重量轻 启动快 效率高 内燃机分类：汽油机和柴油机 以汽油为燃料的叫汽油机 以柴油为燃料的叫柴油机 二、汽油机 汽油机的剖面图 二、汽油机 冲程——活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸 一端运动到另一端的过程 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。 一个工作循环： 二、汽油机 第一个冲程——吸气冲程 吸气冲程 吸入气体: 。 活塞运动方向： 。 汽油和空气的燃料混合物 阀门：进气阀 ； 排气阀 。 打开 关闭 向下 二、汽油机 第二个冲程——压缩冲程 压缩冲程 阀门：进气阀 ；排气阀 。 关闭 关闭 活塞运动方向： 。 向上 燃料混合物被压缩： 压强 ， 内能 。温度 。 增大 升高 增大 能量转化： 能 能 机械 内 二、汽油机 第三个冲程——做功冲程 做功冲程 阀门：进气阀 ；排气阀 。 关闭 关闭 能量转化： 能 能 内 机 械 火花塞产生电火花 燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气 高温高压燃气推动活塞向下运动 对外做功 二、汽油机 第四个冲程——排气冲程 排气冲程 活塞运动方向： 。 阀门：进气阀 ； 排气阀 。 关闭 打开 向上 废气排出汽缸 二、汽油机 排气冲程 做功冲程 压缩冲程 吸气冲程 吸入： 汽油与空气的 混合物 （提供动力，三个冲程依靠飞轮的惯性。 ） 机械能 内能 内能 排出废气 机械能 二、汽油机 1.在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 2．哪个冲程使汽车获得动力？ 做功冲程使汽车获得动力，其他 3．哪个冲程排出了汽车的尾气？ 压缩冲程 做功冲程 机械能转化为内能 内能转化为机械能 排气冲程 图1 图4 你能写出对应冲程的名称吗？ 图2 图3 二、汽油机 做功冲程 排气冲程 吸气冲程 压缩冲程 现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机，每个汽缸 都进行这种四冲程循环。 汽车的动力系统示意图 汽车四缸发动机示意图 多缸发动机 二、汽油机 右边是一柴油机，与左边的汽油机相比，观察他们有什么不同？ 喷油嘴 柴油机 柴油机气缸顶部 有一个喷油嘴 汽油机 火花塞 汽油机气缸顶部 有一个火花塞 三、柴油机 柴油机也有吸气、压缩、做功、排气四个冲程 喷油嘴 三、柴油机 视频演示《柴油机工作过程分析》 三、柴油机 三、柴油机 柴油机 点燃式 压燃式 喷油嘴 汽油机 柴油机 汽油和空气混合物 空气 火花塞 汽油机与柴油机的主要区别 现代汽车里靠电动（“马达”）启动。 内燃机的启动：开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，靠飞轮的惯性完成后面的工作循环。 汽油机与柴油机的启动 内燃机不能自行启动，大家想一想，内燃机是怎样启动工作的呢？ 老式摩托在启动时，需踏动启动杆。 启动杆 四、课堂小结 热机 利用内能做功的机械 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 汽油机 柴油机 四冲程：吸气、压缩、做功、排气 （机械能转化为内能） （内能转化为机械能） 1. 根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ） A. 汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴 B. 汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物 C. 吸气冲程是内能转化为机械能 D. 压缩冲程是内能转化为机械能 A 五、练习巩固 2. 某四冲程汽油机，曲轴转速1200转/分，则该汽油机每秒做功_______次，有________个冲程，飞轮转________周。 20 10 40 五、练习巩固 3. 单缸四冲程内燃机完成40个冲程，关于做功和飞轮转动的情况，下列说法正确的是 ( ) A. 做功10次，飞轮转40周 B. 做功40次，飞轮转20周 C. 做功10次，飞轮转20周 D. 做功20次，飞轮转10周 C 五、练习巩固 4. 2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的（ ） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 C 五、练习巩固 五、练习巩固 5、常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中机械能转化为内能的是 冲程。 压缩 6、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 五、练习巩固 C 7、汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ） A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽 油机吸入的是空气 B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的 C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高 D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高 五、练习巩固 8、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，第五冲程是________冲程，这一冲程将______能转化成__________能。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是__________冲程。 做功 内 机械 排气 五、练习巩固 9、根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ） 汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴 B. 汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴 油的混合 C. 吸气冲程是内能转化为机械能 D. 压缩冲程是内能转化为机械能 A Lavf58.29.100 EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn $$