12.4 热机与社会发展 课件-2025-2026学年沪粤版（2024）九年级上册物理

初中物理沪粤版（2024）九年级上册 第十二章 内能与热机 第4节 热机与社会发展 1.知道什么是热机。 2.了解汽油机的工作原理。 3.知道什么是热机的效率。 4.知道热机与环境的关系。 学习目标 2 汽车奔驰 列车飞驶 舰船劈波斩浪 飞机凌空穿云 火车、轮船、汽车是常见的交通运输工具，你知道它们的动力来自哪里吗？它们工作过程中能量是如何转化的吗？ 课堂导入 3 1.定义： 利用燃料的化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能的机器。 2.分类： 蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。 蒸汽机车 喷气发动机 火电站的汽轮机 知识点一：热机 新知探究 1、汽油机概述 汽油机是用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。它常用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。 知识点二：汽油机 汽油机剖面图 新知探究 5 2、汽油机的结构及各部分的作用 （1）汽油机的主要构造如图所示。 （a）单缸汽油机 （b）四缸汽油机 单缸和四缸汽油机的构造 新知探究 6 （2）汽油机主要部件的作用 部件名称 作用 气缸 汽油在气缸的顶部燃烧，从而产生高温、高压燃气 活塞 在气缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能 连杆和曲轴 连杆与活塞相连，曲轴通过传动装置(图中未画出)与工作机相连，将活塞的动力传给工作机 进气门 汽油和空气形成的燃料混合物的进口 排气门 燃料燃烧后，废气的出口 火花塞 点火装置，能产生电火花，使燃料混合物猛烈燃烧 新知探究 7 （3）汽油机的工作流程： ●汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程（也叫称行程） ●常见的汽油机要正常工作，必须连续 完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环进行。 新知探究 8 ①吸气冲程： 进气门打开，排气门关闭，活塞由上向下运动，将汽油和空气的混合物吸入气缸。 新知探究 9 ②压缩冲程： 进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩混合物，使混合物的温度升高。 新知探究 10 ③做功冲程： 在压缩冲程末期，火花塞产生火花，混合物猛烈燃烧形成高温、高压气体，推动活塞向下运动，对外做功。 新知探究 11 ④排气冲程： 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动将废气排出。 新知探究 12 注意： （1）只有做功冲程是将内能转化为机械能，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作。 （2）一个工作循环有4个冲程、1次做功、活塞往返2次，曲轴转2周。 新知探究 13 信息浏览 柴油机是以柴油为燃料的内燃机。柴油机的气缸顶部没有火花塞，而是装有喷油嘴，在高温、高压下使柴油混合气被压燃，推动活塞做功(如图)。 柴油机的工作过程 柴油机 柴油比汽油便宜，柴油机在效率上也比汽油机高，但它比汽油机笨重，成本也较高，工作时噪声也较大。由于上述特点，以前柴油机主要用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械。 随着柴油机技术的进步，特别是小型高速柴油机的发展，柴油机存在的问题得到了很好的解决，在节能和减少二氧化碳排放方面相对汽油机来说更有优势。 新知探究 汽油机与柴油机区别： 汽油机 柴油机 结构 火花塞 喷油嘴 吸入 汽油和空气的混合气体 空气 点火 点燃式 压燃式 应用 小汽车、飞机、小型机械 载货汽车、轮船、火车、拖拉机 新知探究 15 1、热机效率的定义： 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 2、公式表示：     注意：热机工作时不可能将内能全部转化为机械能。                η＜1 知识点三：热机效率 新知探究 16 3、提高热机效率的途径 1）使燃料充分燃烧；      2）尽量减少各种热损失；      3）在热机的设计和制造上采用先进的技术；       4）使用时，注意保养，保证良好的润滑，减小因服摩擦阻力而额外消耗的功。 4、提高热机高效率的意义 1）提高热机效率是增加有用能量在总能量中的比值，具有重要的经济意义， 可以节约能源。          2）提高热机效率就是让燃料充分燃烧，减少热量损失，可以减少污染。 新知探究 17 5.常见热机的效率 蒸汽机的效率只有6%~15% 汽油机的效率为 20%~30% 柴油机的效率 为30%~45% 喷气式发动机的 效率为50%~60% 所有的机械效率都小于1 新知探究 18 1）热机的出现，极大地改进了人类的工作方式和生活条件  2）热机排出的废气对环境造成污染，影响人们的身体健康和动植物的生存  3）热机工作时的噪声污染 知识点四：热机与环境 热机利用的利与弊: 新知探究 19 减少热机造成的环境污染的措施：   1）减少热机排放出的有害物质，控制废气的排放量，提高燃料利用率。 2）提高汽油、柴油的品质，从源头减少热机有害物质的排放。 3）新技术、新材料、新工艺在生产生活中的应用。 新知探究 20 热机：利用燃料燃烧把内能转化为机械能的机器 汽油机：吸气、压缩、做功、排气四个冲程周而复始的循环。 热机效率：有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 热机与环境：热机带来的环境问题及应对措施。 热机与社会发展 课堂小结 21 1.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（ ） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 C 当堂检测 2.如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是(　　) A．做功冲程，将机械能转化为内能 B．做功冲程，将内能转化为机械能 C．压缩冲程，将机械能转化为内能 D．压缩冲程，将内能转化为机械能 B 当堂检测 3. 关于四冲程内燃机，下列说法正确的是( ) A. 汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同 B. 汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 C. 做功冲程的能量转化形式是机械能转化为内能 D. 压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能 D 当堂检测 4.汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.6×107J/kg，若某内燃机的能量流向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为30% B．1kg的汽油燃烧能够释放4.6×107J的能量 C．换用热值较大的燃料，热机效率会提高 D．如果改进技术，汽油机的效率就可以达到100% A 当堂检测 25 $$