14.2 热机 课件-2025-2026学年人教版物理九年级上学期

人教版 9年级 上 14.2 热机 新课导入 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？ 知识探索 古老的热机——蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。现代的热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上。。 蒸汽机带来第一次工业革命！ 知识点一 热机 知识探索 如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，用酒精灯加热一段时间后，会观察到的现象有：①__________________________； ②____________________.实验中的能量转化过程为：①酒精燃烧放出热量，酒精的______能转化为水的______能；②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的______能转化为瓶塞的_______能. 瓶塞被冲出来（向上跳起来） 管口附近出现白雾 化学 内 内 机械 知识探索 热机的种类 蒸汽机 汽轮机 喷气发动机等 内燃机 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 汽油机 柴油机 内燃机是现代社会中最常见的一种热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具，它的动力机械就是内燃机。如图是一种内燃机的剖面图。 用汽油做燃料 用柴油做燃料 知识点一 热机 知识探索 应用示例 (2024兰州)如图14-2-1所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到蒸汽把软木塞顶开。下列说法正确的是 (　　) A.用酒精灯加热试管,水的内能增加是通过做功的方式实现的 B.蒸汽把软木塞顶开的过程,实现了内能向机械能的转化 C.蒸汽把软木塞顶开的过程,相当于汽油机的排气冲程 D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 B 类型一　热机的工作原理 例 1 图14-2-1 知识探索 知识点二 汽油机 汽油在气缸内燃烧时，产生高温高压燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，活塞移动带动曲轴转动. 知识点二 汽油机 构造 知识探索 汽油在汽缸内燃烧 产生高温高压燃气 推动活塞做功 带动曲轴转动 一个冲程： 活塞从汽缸 的一端运动 到另一端的 过程 知识探索 进气门          ，排气门          ， 活塞由汽缸最          向          运动，          和           的混合物从           被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，          关闭， 曲轴转动          圈。 打开 关闭 上端 下 汽油 空气 进气门 进气门 半 吸气冲程 知识探索 进气门和排气门          ，活塞由汽缸最          向          运动，燃料的混合物被      ，汽缸内温度       ，气压          。曲轴转动          圈。在此过程中，          转化          。 都关闭 下端 上 压缩 升高 增大 半 机械能 内能 压缩冲程 知识探索 在压缩冲程末，火花塞产生电火花 （点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生               的燃气，推动活塞由汽缸向      运动，并通过连杆驱使曲轴转动，曲轴转动     圈。 高温高压 下 半 做功冲程 知识探索 进气门          ，排气门          ， 活塞由汽缸最          向        运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端，          关闭，曲轴转动      圈。 关闭 打开 下端 上 排气门 半 排气冲程 知识探索 工作过程 工作过程 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。 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。把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。 如图14-2-2所示是给汽车提供动力的汽油机的四个工作冲程。下列判断中错误的是(　　) A.图甲是压缩冲程,将机械能转化为 内能 B.图丙是做功冲程,将内能转化为机械能 C.图甲冲程和图丙冲程中汽油机的内能大小不相等 D.四个冲程的工作顺序为甲→乙→丙→丁 类型二　内燃机的工作过程 例 2 图14-2-2 D 知识探索 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 工作过程 ⑴在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成，所以汽油机在开始工作时要靠外力带动。 ⑵ 1 一个工作循环 4 四个冲程 2 活塞往返两次 2 曲轴/飞轮转动两转 1 对外做一次功 排气冲程 (2024黑龙江)汽油机将内能转化为机械能的是　　　　冲程。某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400 r/min,则此汽油机每秒对外做功　　 　次。 例 3 做功 20 知识探索 知识点三 柴油机 构造 知识探索 进气门打开，排气门关闭。 活塞由上端向下端运动， 将空气吸进气缸。 吸气冲程 知识探索 进气门和排气门都关闭， 活塞向上运动，活塞把空 气压缩得很小，空气的压 强更大，温度更高。在压 缩冲程末，缸内空气温度 已超过柴油的着火点。 机械能转化为内能。 压缩冲程 知识探索 在压缩冲程末，从喷油嘴 喷出的雾状柴油遇到空气 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。 内能转化为机械能。 做功冲程 知识探索 进气门关闭，排气 门打开，活塞向上 运动，把废气排出 气缸。 排气冲程 汽油机和柴油机的异同 知识点 汽油机和柴油机的异同 比较 汽油机 柴油机 不同点 构造 火花塞 喷油嘴 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 吸入空气 点火方式 点燃式 压燃式 效率 效率低 效率高 应用 机体轻便，主要用于摩托车、小型汽车、飞机等 机体笨重，主要用于载重汽车、轮船等 (多选)汽油机和柴油机的主要不同点正确的是 (　　) A.在构造上,汽油机的气缸顶部有火花塞,而柴油机的气缸顶部有喷油嘴 B.在吸气冲程中,汽油机吸入气缸的是汽油,而柴油机吸入气缸的是柴油 C.在压缩冲程末,汽油机用点燃式点火,而柴油机采用的是压燃式点火 D.在压缩冲程中,汽油机气缸里的温度和压强比柴油机里的高 类型三　汽油机与柴油机 例 4 AC 课堂总结 热机 热机 内燃机 利用内能做功(把内能转化为机械能)的机械。 定义： 种类： 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机 现有一台单缸四冲程汽油机,其部分技术指标如下表所示。求:(不计克服摩擦消耗的能量) (1)汽油机一次做功冲程对外做的功。 类型四　有关内燃机的力、热综合计算 例 5 排量 1.6 L 输出功率 6 kW 转速 3600 r/min (2)排量是指发动机气缸的工作容积,等于活塞的横截面积与活塞上下运动的距离(即冲程长)的乘积。若燃气对活塞的压强看作恒压,则燃气压强为多少。 [方法指导] 内燃机中压力、压强与功和功率的综合计算 正向求解:已知燃气的压强p、活塞的横截面积S、行程长度L,求解内燃机的功率P。 逆向求解:已知内燃机的功率P、活塞的横截面积S、行程长度L,求解燃气的压强p。 Lavf57.77.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $$