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14.1 热机
人教版九年级全一册
第十三章 内能
老师： 授课时间：
课堂导入
你知道它们的动力来自哪里吗？
课堂导入
讨论：实验中的能量转化情况
燃料的
化学能
水蒸气的
内能
塞子的机械能
内能可以
做功
试管内高温的水蒸气冲开了橡皮塞。
缺点：
管内水蒸气不能连续对橡皮塞做功；
输出功率小等
一、热机
瓦特的蒸汽机车和蒸汽火车
一、热机
1.定义：
2.种类：
蒸汽机，
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气式发动机
燃料化学能→内能→机械能
内燃机，
汽轮机、
喷气发动机等。
利用内能做功的机械。
一、热机
①蒸汽机
蒸汽机带来第一次工业革命！
1814年，英国人史蒂芬孙把瓦特的蒸汽机装在火车上，实验成功，尽管蒸汽机的体积庞大、效率很低，但是热蒸汽提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
一、热机
②内燃机
广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机等交通工具。
世界上第一辆以汽油为动力的车开始只有三个轮子，这就是德国人卡尔 本茨于1885年制造出的“奔驰一号”。
1888年，法国自行车商人埃米尔·罗杰斯获得奔驰的许可，开始生产商用汽车。
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。
一、热机
③汽轮机
汽轮机是火力发电的动力机械，是汽轮机带动发动机发电。
火电站用汽轮机发电
一、热机
④喷气发动机
晴
喷气发动机是一种通过喷气产生推力的反作用式发动机。大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机。
一、热机
⑤火箭
火箭是利用反冲力推进的飞行装置。用以发射人造卫星、人造行星、宇宙飞船等，也可装上弹头制成导弹。在一般用语中，火箭也作为火箭发动机的简称。
二、内燃机
1.定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。
2.种类：
汽油机、柴油机
柴油机
汽油机
二、内燃机
①构造
由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
（1）汽油机
二、内燃机
（1）汽油机
②工作过程
二、内燃机
（1）汽油机
二、内燃机
一个工作循环
冲程个数:
曲轴和飞轮转动周数:
对外做功次数:
活塞往复次数:
4
2
2
1
（1）汽油机
二、内燃机
（2）柴油机
　　柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
喷油嘴
二、内燃机
（2）柴油机
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，空气进入气缸。
消耗机械能。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强增大，温度升高，该冲程末，缸内空气的温度已经超过柴油的燃点。
机械能转化为内能。
二、内燃机
（2）柴油机
做功冲程
从喷油嘴喷出雾状柴油，柴油遇到热空气立即燃烧起来，高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
内能转化为机械能。
4.排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
消耗机械能。
二、内燃机
（2）柴油机
一个完整的工作过程
柴油比汽油便宜，但柴油比较笨重，主要应用在载重汽车、火车、拖拉机、坦克、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。
二、内燃机
相同点：
1.基本构造和主要部件作用相似。
2.每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
3.四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
4.一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。
（3）汽油机与柴油机的异同
二、内燃机
不同点：
1.构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。
2.燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。
3.吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。
4.点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
（3）汽油机与柴油机的异同
二、内燃机
内燃机 项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
火花塞
喷油嘴
汽油和空气的混合物
空气
压缩程度小
压缩程度大
点燃式
压燃式
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
小汽车和小型农业机
械、低速飞机等
载重汽车、
拖拉机、火车、轮船等
柴油机和汽油机的异同
课堂小结
热机
内能转化为机械能
热机工作原理
内燃机
汽油机
柴油机
工作过程
热机的分类
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机
课堂练习
1．如图所示实验，在橡胶塞被水蒸气冲出的过程中，以下说法正确的是（　　）
A．酒精燃烧时将内能转化为化学能
B．试管内的水的内能因为热传递而增加
C．橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同
D．水蒸气对外做功，内能减少，在试管口汽化成小水滴
【答案】B
【解析】A．根据能量转化可知，酒精通过燃烧，将化学能转化为内能，故A错误；B．试管内的水吸收热量，温度升高，是通过热传递增加物体内能，故B正确；C．试管内水蒸气将软木塞冲出的过程中，利用内能做功，将水蒸气的内能转化为软木塞机械能；汽油机的压缩冲程机械能转化成内能，该实验中能量转化是内能转化为机械能，能量转化形式不同，故C错误；D．活塞冲出时，水蒸气的内能对活塞做功，水蒸气的内能会减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠，形成“白气”，故D错误。
故选B。
课堂练习
2．如图所示，用酒精灯给装有水的小试管加热，不一会儿，软木塞被“冲”了出来，这一现象中的能量转化类似图中四冲程汽油机工作示意图中的（　　）
课堂练习
【答案】C
【解析】水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，是水蒸气的内能转化为机械能，与做功冲程中的能量转化相同。A．图中，两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，此冲程将机械能转化为内能，故A不符合题意；B．图中，排气门开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故B不符合题意；C．图中，两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，此冲程将内能转化为机械能，故C符合题意；D．图中，进气门开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故D不符合题意。 故选C。
课堂练习
3. 关于汽油机和柴油机描述正确的是（　　）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，柴油和空气的混合物进入汽缸
C．做功冲程中，燃料释放的能量100%转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的大部分能量
【答案】D
【解析】A．汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，故A错误；B．柴油机在吸气冲程中，将空气吸入汽缸（没有吸入柴油），故B错误；C．在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误；
D．在排气冲程中，排出的废气温度仍很高，废气带走了燃料释放的大部分能量，故D正确。
故选D。
课堂练习
4.如图所示，是我国载有“天问一号”的火箭发射升空时的情景，下列描述正确的是（　　）
A．燃气做功使火箭上升，燃气的内能增大
B．火箭喷出燃气后周围空气分子的热运动减缓
C．火箭点火升空过程中是由内能转化为机械能
D．火箭发射时出现的大量“白气”是汽化现象
【答案】C
【解析】A．燃气对外做功，温度降低，内能减小，故A错误；B．燃气温度高，周围低温的空气吸热，内能增大，温度升高，温度越高分子运动越剧烈，故B错误；C．火箭升空消耗燃料产生高温高压的气体，推动火箭向上加速运动，内能转化为机械能，故C正确；
D．白气是小水滴，是由水池里的水先吸热汽化再上升后遇冷液化形成的，故D错误。
故选C。
多谢欣赏！

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