12.4 热机与社会发展 课件--2025-2026学年九年级物理沪粤版上册

nullnull1、热机工作原理：把内能转化为机械能 2、在1个工作循环中，有4个冲程，飞轮转2圈，做1次功 3、只有做功冲程对外做功，其他冲程靠飞轮的惯性 4、燃料燃烧能量流向：机械摩擦损失、散热损失、废气（最多） 5、热机对环境的污染：大气污染(排气冲程)和噪声污染(做功冲程) 6、减小污染的方法:（1）多走路少开车，公交出行 （2）使用无铅汽油 （3）在排气管上安装消声器 7、过程 判断冲程： (1)门 (2)活塞 $ 12.4 热机与社会发展 计算燃料完全燃烧放出热量的公式： Q放=_____，（Q表示____，单位是___；q表示____，单位是_____；m表示_____，单位是____) 1kg=______g 或Q放=_____,q表示热值，单位是_____；V表示_____，单位是_____；1L=____m3 利用液化氢做火箭燃料，是利用了氢的____高 复习：热值（燃料的放热本领） 1、1kg某种燃料在_________时所放出的热量叫做这种燃料的热值（或_____与______的比值） 完全燃烧 2、热值是燃料的一种____，只与________有关 属性 燃料种类 3、热量是一个过程量，与热值/质量/体积/是否完全燃烧等_____。 有关 5、燃料燃烧是将____能转化为____能 热值 化学 内 qm J J/kg kg 1000 qV J/m3 m3 10-3 热量 热值 质量 体积 热量 质量 复习：比热容（不同物质的吸放热本领） 1、单位质量的某种物质在温度__________1℃时所__________的热量叫做这种物质的比热容。 升高或降低 2、比热容是物质的____，物质与____和____有关，与热量/质量/温度变化等____。c大，吸放热能力___，吸放热相同时温度变化__。 吸收或放出 属性 种类 状态 3、水的比热容是c水=___________________ 4.2×103J/(kg·℃) 4、热传递时，吸（放）热公式是：________________________ 不同物质吸收的热量与__________、______、___________有关 器材：_______、_________、__________ 5、用______________表示吸收热量的多少加热时间的长短表示_______________。加热时间越长,吸收的热量越___,加热的时间相等,吸收的热量______. Q吸=cmΔt Q放=cmΔt 无关 物质种类 质量 升高的温度 加热时间的长短 吸收热量的多少 多 相等 强 小 秒表 天平 温度计 3 7、为什么沿海没有内地温差明显，用水做冷却液体、用水取暖都是因为____________，夏天地面洒水/冬天地窖储水与比热容___关 8、一杯煤油倒掉一半，密度______、比热容______、热值______。 一杯水凝固成冰时，质量______、密度______、比热容______， 温度_____(以上均选填“变大”或“不变”或 “变大”) 水的比热容大 无 不变 不变 不变 不变 变小 变小 不变 9、烧热水时：燃料放出的热量：___ ； 热传递时水吸收的热量： ________ ；求变形公式： 由_________得：c=_______；Δt=________,m=__________ 6.烧水的热效率 ;变形：Q吸=____； Q放=_____ 4 Q Q放 做功改变内能的实质是内能与机械能之间的相互转化，外界压缩气体做功，气体内能____，温度____；气体膨胀对外做功，气体内能_____，温度_____， _____能____能 ___能_____能 机械 内 内 机械 增大 升高 减小 降低 1、压缩空气做功： 2、气体膨胀做功： 酒精的____能 水蒸气的___能 塞子的____能 汽油的化学能 燃气的内能 汽车的机械能 燃烧 做功 燃烧 做功 化学 内 机械 实验（能量转化） 1 1、种类 热机种类 汽轮机 喷气发动机 蒸汽机 内燃机 汽油机 柴油机 燃料的化学能 内能 机械能 燃烧 做功 2、共同特点 热机的工作原理 热机 2 消耗汽油→输出机械能→带动齿轮转动→轮子转动 汽油机 3 由于燃料在烧瓶外燃烧，热量损失较大，怎么改进？汽油机用汽油做燃料，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 8 火花塞 气缸 进气门 活塞 连杆 排气门 曲轴 汽油机 3 飞轮，质量很大 气缸，输出机械能 汽油机 3 飞轮 曲轴带动飞轮，从而使机器获得动力 10 活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程 常见汽油机是一个循环四冲程的，包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环进行。 吸气 打开 关闭 下 汽油 空气 进气 进气 汽油和空气 关闭 上 压缩 增大 机械 内 压缩 高温高压 升高 增大 做功 下 内 机械 降低 排气冲程 关闭 打开 上 排气 冲程 进气门 （开/关） 排气门 （开/关） 活塞 （向上/ 向下） 有无能量转化 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 开 关 向下 无 关 关 向上 机械能转化为内能 关 关 向下 内能转化为机械能 关 开 向上 无 总结工作过程 16 1.热机的共同特点是：将燃料的 能，通过燃烧转化为____ 能，又通过 ，把 能转化为机械能。 化学 内 做功 内 2.汽油机工作时，一个工作循环有四个冲程，分别为________ , , .只有______冲程燃气对外做功（实质体现在做功冲程），提供动力。其他三个冲程都是辅助冲程，要靠_______来完成。 3、两个冲程中有能量转化： 压缩冲程：__________________________ 做功冲程：__________________________ 4、一个工作循环完成__个冲程，活塞来回运动___次，曲轴飞轮转___圈，对外做功___次。 飞轮：1200r/min=________r/s，则1s对外做功________次。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 做功 惯性 内能转换为机械能 机械能转化为内能 4 2 1 2 20 10 识别冲程： 做功冲程 压缩冲程 判断方法：看两个门和活塞运动方向 如图所示是内燃机工作循环中的四个冲程，其中不依靠飞轮惯性完成的冲程是（　　） A D B C D (1)写出A、B、C、D分别表示什么冲程 A： ；B： ； C： ； D： 。 5、下图是四冲程汽油机一个工作循环的四个冲程 A B C D (2)该汽油机的工作顺序是 做功冲程 吸气冲程 排气冲程 压缩冲程 B D A C 6、 (重点)下图能量变化与冲程对应正确的是（ ） A．甲、乙 B．甲、丙 C．乙、丙 D．乙、丁 C 甲 乙 丙 丁 7、(重点)如图，图A、B、C、D是四冲程汽油机的功工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，C图是_______ 冲程，与它原理相同的是　 图所示的演示实验，汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是　 图 （后两空选填字母） 做功 F B 　 构造： 柴油机 P38 排气门 活塞 气缸 火花塞 曲轴 进气门 连杆 飞轮 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 汽油机 柴油机 4   汽油机 柴油机 燃料 汽油 ； 结构 火花塞 ； 吸气冲程 吸入汽油和空气 的混合物 吸入 ； 压缩冲程 气压、温度相对较低 气压、温度相对 ； 点火方式 点燃式 ； 热机效率 相对较低20－30% 相对 30－40% 柴油 高 空气 高 压燃式 喷油嘴 在压缩冲程末喷入雾状柴油,压燃(而不是产生电火花点燃)，因为压缩程度高效率高，以前常用于大型机械 燃料燃烧能量 Q放 机械摩擦损失 废气能量（最多） 散热损失 机械功 W机 (W机=Fs或W机=Pt) (Q放=qm或Q放=qV) 热机效率 5 40% 20% 15% 25% 用图中给出的字母写出汽油机的效率的表达式是________。 汽油机在2000s一共行驶了40km，消耗了10kg汽油，这些汽油完全燃烧，可放出多少J的热量。（q汽油=4.6×107J/kg） ①汽车的牵引力为2300N，；则汽油机做的功为 J； ②汽油机的功率为46kW，则汽油机做的功为 J； ③汽油机的效率为 ； t s m Q放 F W P W η 27 大气污染(排气冲程） 噪声污染(做功冲程） 热机与环境 6 减少污染措施 1.改进燃烧设备，消除烟尘，减少废气污染； 2.在排气管上安装消声器，减少噪声污染； 3.充分利用污染少和无污染的能源，发展新能源汽车等 热机虽然为人类发展做出巨大的贡献，但同时也带来了环境污染问题。排出废气温度高于环境温度，还含有一氧化碳，二氧化氮，二氧化碳等各种对人体有害的物质。混合动力汽车，电动汽车，太阳能汽车 1、关于热机，下列说法正确的是（  ） A.吸气冲程中，汽油机和柴油机吸入的都是空气  B.做功冲程是把机械能转化为内能 C. 柴油机有喷油嘴而没有火花塞        D.做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 C  2、关于热机的效率，下列说法正确的是（   ） A. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 B.热机的效率越高，消耗的燃料越少 C.热机的效率越高，在做有用机械功同样多的情况下消耗的燃料越少 D.热机的效率越高，在消耗相同燃料时所做的有用功越多 E. 热机的效率越高说明功率越大，做功越快 F. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少 G.工作相同时间消耗的燃料少 H.使用热值大的燃料可提高热机效率 ACD ①机械效率公式：__________________________________ ②燃料烧水热效率的公式：若q=…J/kg，则 吸收的热量 ；放出的热量 ； 热效率 。（ ） ③若出现放出的热量全部被水吸收；相当于...... 要写 ； ④汽车消耗汽油运动的热机效率的公式： 放出的热量： ；机械功： ； 。 热机效率： 。 ⑤太阳能热水器吸收太阳能加热水 吸收的太阳能 ；水吸收的热量： ； 太阳能热水器效率： 。 一定要用下标区分两个m ∵不计热量损失 ∴Q放=Q吸或Q吸=Q放 $