内容正文:
第4节 跨学科实践:制作简易热机模型
九年级
初中物理
第十四章 内能的利用
在学过的热机知识基础上,进一步查找相关资料,了解不同热机的工作算理,制作一个简易热机模型。
学习目标
项目提出
热机是人们获得动力的重要机械,例如燃油汽车中的汽油机、大型轮船使用的柴油机或汽轮机、有些飞机使用的喷气发动机等。热机在生产生活中非常重要,如果我们能尝试制作一个热机模型,就可以更好地了解热机的工作原理,包括热机中的能量是如何转化的,热机中各部分是如何协调工作的。
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项目分析
汽油机属于内燃机,它的工作物质是气缸内的空气和汽油的混合物。蒸汽机工作时,燃料燃烧使水变成水蒸气,水蒸气推动活塞运动产生动力。蒸汽机的燃烧室在汽缸外,属于外燃机,蒸汽机的工作物质是水蒸气。
要完成热机模型的制作,需要考虑下面一些主要问题。
1.用什么作热源?
2.工作物质是什么?
3.如何将内能转化成机械能?
通常而言,制作采用燃烧燃料加热水产生蒸汽(或直接加热空气)来做功的外燃机,比制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机要安全,材料也相对易得,建议优先考虑前者。
项目实施
准备以下材料:一个空易拉罐,一支去掉笔芯和尾塞的中性笔,一台小风扇,一个酒精灯。
向易拉罐内部注人大约半罐水。将笔的尖端朝外,
另一端插人易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。将易拉罐如图所示放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
上面提供的只是一个非常简易的汽轮机模型,同学们可以制作不同类型的热机模型。只要大家积极地行动起来,一定会制作出更多有创意的热机模型。
1.请大家展示自已的热机模型,看看谁的模型制作精细、运行顺畅,更有创意。
2.在展示交流中,谈谈你的热机模型的工作原理,以及制作过程中的难点,说一说你在制作过程中的心得体会,想一想在哪些方面还可以做得更好。
展示交流
随堂练习
如图所示,图甲为小昕自制的热机模型,她在矿泉水瓶的侧壁上开了一个孔,把电火花发生器紧紧插入孔中,实验时从上方瓶口喷入液态酒精并轻轻盖上一次性塑料杯,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,塑料杯立即飞出,此过程酒精燃烧产生的 能转化为塑料杯的 能,相当于图乙中 (选填“A”“B”“C”或“D”)的能量转化过程。
内
机械
C
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