12.4 热机 第一课时 课件-2025-2026学年物理九年级全一册北师大版（北京）

第十二章 内能及其应用 第四节 热机（第1课时） 一、热机 水蒸气对软木塞做功 现象：软木塞被水蒸气推出。 解释：试管中的水被加热，温度升高，产生的大量水蒸气对软木塞做功，使软木塞飞出去。水蒸气的内能转化为软木塞的机械能。 一、热机 蒸汽机和蒸汽机车 历史上，蒸汽机作为动力机械被广泛使用，从而推动了第一次工业革命。蒸汽机将内能转化为机械能，带动机器运转，减轻了人们繁重的体力劳动，使生产效率大幅提升。 一、热机 希罗记述的利用蒸汽反作用力而旋转的汽转球，是最早的反动式汽轮机的雏形。 汽转球 一、热机 思考：在生产实践中怎样将内能转化为机械能呢？ 水蒸气风车实验 观察并思考：在这个实验中，内能可以持续转化成机械能吗？ 一、热机 （1）定义：将内能转化为机械能的机器。 （2）分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 热机的定义和分类 1 使用内燃机的火车 使用汽轮机的航空母舰 使用喷气发动机的飞机 一、热机 内燃机 气缸和活塞 内燃机 2 一、热机 思考：活塞如何在气缸中运动？ 酒精在针筒内燃烧，产生的高温高压气体推动活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能。 一、热机 （1）定义：燃料在机器内部燃烧，把内能转化为机械能的机器。 （2）分类：汽油机、柴油机等。 使用汽油机的小汽车 使用柴油机的大卡车 内燃机 2 一、热机 阅读教科书，结合汽油机实物模型，认识汽油机的主要结构，说出各组成部分的名称。 （3）汽油机的结构 内燃机 2 一、热机 汽油机的主要结构 汽油机的剖面图 （3）汽油机的结构 曲轴 连杆 气缸 排气门 火花塞 进气门 活塞 一、热机 汽油机工作时，活塞在气缸内做往复运动。活塞从气缸的一端运动到另一端的过程叫作一个冲程。 常见的四冲程汽油机正常工作时，需要连续完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环进行。 汽油机的工作过程 （4）汽油机的工作过程 一、热机 小组讨论并回答问题： （1）各气门处于什么状态？ （2）活塞向什么方向运动？ （3）气缸内的气压有什么变化？ 吸气冲程 （4）汽油机的工作过程：吸气冲程 一、热机 （4）汽油机的工作过程：吸气冲程 吸气冲程 进气门打开，排气门关闭。 活塞由气缸最上端向下运动。 气缸内的气压减小，汽油和空气的混合物从进气门被吸入气缸。当活塞运动到气缸最下端时，进气门关闭。 一、热机 压缩冲程 （4）汽油机的工作过程：压缩冲程 小组讨论并回答问题： （1）各气门处于什么状态？ （2）活塞向什么方向运动？ （3）气缸内的气压有什么变化？ （4）气缸内存在什么样的能量转化过程？ 一、热机 进气门和排气门都关闭。 活塞由气缸的最下端向上运动。 汽油和空气混合物被压缩，气缸内的温度升高，气压增大。 活塞的机械能转化为气缸内混合气体的内能。 压缩冲程 （4）汽油机的工作过程：压缩冲程 一、热机 做功冲程 （4）汽油机的工作过程：做功冲程 小组讨论并回答问题： （1）各气门处于什么状态？ （2）火花塞起到什么作用？ （3）活塞向什么方向运动？ （4）气缸内的气压有什么变化？ （5）气缸内存在什么样的能量转化过程？ 一、热机 进气门和排气门都关闭。 火花塞产生电火花，汽油和空气混合物剧烈燃烧，产生高温、高压气体。 活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。 气缸内气体气压减小。 高温、高压气体的内能转化为活塞和曲轴的机械能。 做功冲程 （4）汽油机的工作过程：做功冲程 一、热机 排气冲程 （4）汽油机的工作过程：排气冲程 小组讨论并回答问题： （1）各气门处于什么状态？ （2）活塞向什么方向运动？ （3）气缸内的气压有什么变化？ 一、热机 排气冲程 （4）汽油机的工作过程：排气冲程 进气门关闭，排气门打开。 活塞从气缸最下端向上运动。 气缸内气压增大，把废气排出气缸，为下一个循环做好准备。 一、热机 柴油机的主要结构 思考：柴油机和汽油机在结构上有什么不同？ 思考：柴油机没有火花塞，它是通过什么方式使燃料燃烧的？ （5）柴油机的结构和工作过程： 一、热机 柴油机是通过燃烧柴油获得机械能的热机。四冲程柴油机的工作原理与四冲程汽油机大致相同，也有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。只是燃烧的燃料不同，结构上有所区别。 柴油机的压缩冲程中，空气的体积被压缩到原来的近1/20，温度可升高到近700 ℃，这个温度足以使由喷油嘴喷出的雾状柴油燃烧，所以柴油机没有火花塞。 柴油机的主要结构 （5）柴油机的结构和工作过程： 一、热机 种类 汽油机 柴油机 结构 气缸顶部为火花塞 气缸顶部为喷油嘴 吸入物质 汽油和空气的混合气体 空气 点火方式 点燃式 压燃式 应用 汽车、小型飞机和小型农业机械 拖拉机、坦克、轮船、内燃机车、载重汽车以及小型发电机组 （6）汽油机和柴油机的主要区别： 一、热机 2023年10月26日，长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空。 喷气发动机 3 一、热机 长征五号B运载火箭 思考：（1）火箭发动机是如何获得动力的？ （2）为什么火箭发动机要配备氧化剂？ 内能 机械能 利用 获得 机器 分类 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 二、课堂小结 热机 汽油机 柴油机 Lavf59.27.100 Bilibili VXCode Swarm Transcoder v0.2.58(gap_fixed:False) 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 Lavf58.28.100 $$