14.2 热机 学案-2025-2026学年人教版九年级全一册物理

14.2 热机 学案

          

要点一、内能的利用

1.利用内能来加热物体，如用热水袋取暖，用燃料燃烧放出的热来做饭。

2.利用内能来做功。如汽油机、柴油机等利用燃料燃烧释放的内能转化为机械能。.

要点二、热机

1.热机：利用内能做功的机械叫热机。

如图：热机的工作原理。如图所示，酒精燃烧产生热量传给试管内的水,水的温度升高汽化产生大量水蒸气,使试管内气压增大,并将塞子冲出去。水蒸气的内能转化为口塞子的机械能。气体膨胀、对外做功,相当于内燃机工作过程中的做功冲程。

2.内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机,分为汽油机和柴油机两大类。

要点三、汽油机

1.构造:如图所示。

2.工作过程

(1)冲程：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,叫一个冲程。

(2)工作循环：多数汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩做功、排气四个冲程组成的。

(3)在四个冲程中,只有做功冲程是燃气对外做功,将内能转化为机械能,其他三个冲程是辅助冲程.要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。

3.汽油机工作过程中的数量关系

(1)汽油机在一个工作循环中,有四个冲程,活塞往复运动两次，曲轴和飞轮均转动两周，对外做功一次。

(2 )例如，某汽油机正常工作时飞轮转速为1 800 r/min,1 800 r/min=30 r/s,即每秒飞轮转动30周,完成15个工作循环，完成60个冲程,活塞往复运动30次,对外做功15次。

要点四、柴油机

1.主要构造:与汽油机大致相同,所不同的是柴油机汽缸顶部无火花塞,而有喷油嘴,通过压缩空气直接点燃柴油。

2.柴油机与汽油机的不同点

项  目	汽油机	柴油机
构  造	汽缸顶部有火花塞	汽缸顶部有喷油嘴
燃  料	汽油	柴油
吸气冲程	吸入汽油和空气的混合物	只吸入空气
点火方式	点燃式(火花塞点火)	压燃式(柴油遇到高温高压的热空气而燃烧)
特  点	轻便但效率低,主要用于汽车、摩托车等	笨重但效率高，主要用于载重汽车、火车等

3.3.3了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。

例2了解热机对社会发展所起的作用和对环境的影响。

【例题1】如图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（　　）

A．乙、甲、丁、丙         B．甲、乙、丙、丁

C．乙、丁、甲、丙         D．甲、丁、乙、丙

【分析】

解答这类试题，一定要先把每个冲程的特点把握好。

吸气冲程是活塞向下运动，进气门开，排气门关闭；压缩冲程是活塞向上运动，两个气门全关闭；做功冲程是两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动；排气冲程是活塞向上运动，进气门

关闭，排气门开启。

【解答】

解：甲、活塞向下运动，进气门开启，排气门关闭。吸气冲程。

乙、活塞向下运动，两个气门都关闭，做功冲程。

丙、活塞向上运动排气门开启，进气门关闭，排气冲程。

丁、活塞向上运动，两气门关闭，压缩冲程；

故顺序是甲、丁、乙、丙；

故选：D。

【例题2】神舟十三号载人飞船返回舱进入大气层后下落（如图所示）。接近地面时反推发动机点火，最终返回舱在东风着陆场预定区内实现软着陆。

（1）返回舱刚进入大气层下落时，机械能大小如何变化，为什么？

（2）反推发动机属于喷气式发动机，反推发动机是否属于热机？

【分析】

（1）返回舱进入大气层后，会与大气层发生剧烈摩擦，一部分机械能转化为内能；

（2）热机是指各种利用内能做功的机械，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气式发动机等。工作时将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。

【解答】

答：（1）返回舱进入大气层后，会与大气层发生剧烈摩擦，一部分机械能转化为内能。所以返回舱的机械能会减小。

（2）喷气式发动机工作时，它的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力（即推力）。若推力与机身运动方向相同，则推动机身运动；若推力与机身运动方向相反，则阻碍机身运动。热机是指利用内能做功的机械，所以喷气式发动机属于热机。由于反推发动机属于喷气式发动机，所以它也属于热机。

【例题3】如图所示的是生活中常用的热水瓶，向其中注入一定量的开水后，立即盖上软木塞，有时会发现软木塞跳了起来。四冲程汽油机在工作时，与软木塞跳起来的原理相同的冲程是（　　）

A．吸气冲程    B．压缩冲程    C．做功冲程      D．排气冲程。

【分析】（1）做功可以改变物体的内能：当对物体做功时，机械能转化为内能，当