内容正文:
第1节 热机
素材一 新课导入
方式一 【实验导入】
生活中人们常常利用内能来加热物体,比如:生火做饭、取暖、烧制瓷器、冶炼钢铁等,除此以外,人们还能利用内能来做什么呢?我们来看下面一个小实验。
演示实验或播放视频片段:利用内能来做功。(见素材二电子视频之“内能转化为机械能”)
图14-1-1
导入语:内能是如何来做功的呢?它做功的实质又是什么呢?这节课我们就来研究这些问题。
方式二 【情景导入】
多媒体展示以下图片;
图14-1-2
导入语:汽车奔驰、列车飞驶,一日千里!万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋!飞机刺破苍穹、翱翔蓝天!它们为什么能在交通运输方面大展神威呢?好,让我们一起走近热机,了解它们的工作原理吧!
实验改进:内能做功的演示实验改进(教材P17)
[问题] ①该实验中软木塞冲出时间短,不易观察;②存在一定危险性,可能烫伤学生。
[改进方法] 在原实验装置的软木塞中插入一根玻璃管,在玻璃管的出口处放一个纸制小风车。
[实验现象] 水沸腾后,大量热气从玻璃管中冲出,推动小风车转动。
图14-1-3
[优点] 实验现象更明显,更加直观形象,安全有趣,更好地调动学生的积极性。
[考点小说] 对于热机中的内燃机,必须清楚了解单缸四冲程汽油机的工作过程及压缩、做功冲程中能量的转化情况,这是中考关于热机问题的主要考查点,多以选择题、填空题的形式出现。
[源起教材P19]
图14.1-4 四冲程汽油机工作示意图
例1 [十堰中考] 如图14-1-4所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图,其中属于内能转化为机械能的冲程是( )
图14-1-4
[答案] D
图14-1-5
例2 [黔东南中考] 如图14-1-5所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图,此图是________冲程。有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程,成为六冲程汽油机,也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向汽缸内喷水,水在汽缸内汽化成水蒸气,水蒸气膨胀对外做功,这种汽油机一个工作循环有六个冲程,做功________次,这种汽油机这样设计的目的是____________________。
[答案] 压缩 2 提高热机的效率(节约能源)
材料一——内燃机的起源
第一台实际使用过的内燃机,是1859年法国工程师勒努瓦制造的。这是一台煤气机,效率很低。1876年德国工程师奥托制成了按四冲程原理工作的煤气机,称为奥托循环机,这是内燃机划时代的进步。1892年,德国工程师狄塞尔提出了压缩点火式内燃机的设计原理,经过多次试验和改进,于1897年制成第一台压燃式内燃机,使用液体燃料,热效率比以前的内燃机都高。内燃机的发明,使热机的效率由蒸汽机的10%左右,提高到了40%左右。而且由于内燃机轻巧,适于用在交通工具上,对促进交通运输业的发展起了关键的作用。
材料二——蒸汽机工作过程简介
如图14-1-6所示,当煤或燃油燃烧加热锅炉里面的水时,会得到大量的蒸汽,这些蒸汽通过管道、进气管进入图示汽室内,此时滑块阀门处在右边,滑块阀门将上面汽室与下面汽缸连通的左右两管中的右管隔断,只让左管相通,同时滑块阀门下面的一段管道将汽缸的右端与排气管接通,此时进入汽室内的蒸汽只能通过左管进入到汽缸内的左端,蒸汽的内能推动活塞向右运动,活塞便会通过连杆拉动曲柄,从而使轮子向前转动,与此同时,活塞向右运动时,也会通过连杆上面的小杠杆将滑块阀门拉向左边,滑块阀门下面的一段管道将汽缸的左端与排气管接通(滑块阀门下的一段管道是可以同滑块阀门一起左右移动的),将汽室与汽缸连通的左管隔断,右管接通,使蒸汽只能从右管进入到汽缸的右端,从而再推动活塞向左运动,活塞通过连杆再推动曲柄(此时曲柄已转到轮子的下边),使轮子继续向前滚动,同时活塞向左运动的过程中,再次将滑块阀门拉到右端,并将汽缸左端的废气通过排气管排出,然后继续进行下一次同样的循环。
图14-1-6
蒸汽机的工作原理是:燃料燃烧将化学能转化为内能,然后内能对活塞做功,将内能转化为机械能。
材料一 内燃机的起源
第一台实际使用过的内燃机,是1859年法国工程师勒努瓦制造的。这是一台煤气机,效率很低。1876年德国工程师奥托制成了按四冲程原理工作的煤气机,称为奥托循环机,这是内燃机划时代的进步。1892年,德国工程师狄塞尔提出了压缩点火式内燃机的设计原理,经过多次试验和改进,于1897年制成第一台压燃式内燃机,使用液体燃料,热效率比以前的内燃机都高。内燃机的发明,使热机的效率由蒸汽机的10%左右,提高到了40%左右。而且由于内燃机轻巧,适于用在交通工具上,对促进交通运输业的发展起了关键的作用。
材料二 蒸汽机工作过程简介
如图所示,当最右边燃料燃烧加热锅炉里面的水时,会得到大量的蒸汽,这些蒸汽通过管道、进气管进入这个汽室内,