14.1热机(课件)(共33张PPT) 九年级物理全一册(人教版)

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14.1热机(课件)(共33张PPT) 九年级物理全一册(人教版)

资源简介

(共33张PPT)
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14.1热机
九年级物理全一册 人教版
教学目标

01
知道热机的概念,初步了解热机的工作原理,体会内能的利用对人类发展的重要作用。
02
了解汽油机的构造和工作过程。
03
了解柴油机的构造及工作过程。
课堂引入

你知道它们的是如何做到的吗?
拉力赛道上疾驰的飞车
复兴号急速行驶在轨道上
劈波斩浪的055大驱逐舰
运20大型运输机呼啸苍穹
热机

  瓦特在前人的启迪下,对蒸汽机作出一系列重大改进,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。
  其实,瓦特观察水壶中的水烧开推动壶盖,从而发明了蒸汽机,是一个善意的杜撰。
詹姆斯·瓦特
(1736年—1819年)
热机

  世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球,但它不过是一个玩具而已。
纽可门蒸汽机效率非常低,只能用于煤矿排水.
热机

瓦特的蒸汽机车和蒸汽火车
热机

气缸
气缸
蒸汽机的锅炉与气缸分离,是“外燃机”
缺点:
体积庞大 车身笨重
热损失大 效率很低
锅炉
锅炉
热机

①热机:各种利用内能做功的机械叫做热机。
②工作原理:热机利用内能做功,将内能转化为机械能。
⑤种类:蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2. 热机
汽轮机
喷气发动机
蒸气机
热机

④常见热机——内燃机
· 内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
· 分类:汽油机和柴油机。
以汽油为燃料的叫汽油机
以柴油为燃料的叫柴油机
热机

  世界上第一辆以汽油为动力的车,是德国人卡尔 本茨于1885年制造出的“奔驰一号”。
  利用汽油在汽缸内燃烧,生成高温高压的燃气(化学能转化为内能),燃气推动活塞做功(内能转化为机械能)。
汽油机

1. 汽油机工作原理
由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
2. 汽油机的构造
汽油机

①冲程:汽油机在工作时,活塞从气缸的一端
运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
②多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气
四个冲程不断循环来保证连续工作。该四个冲程
称为发动机的一个工作循环。
3. 汽油机工作过程
汽油机

吸入气体: 。
曲轴转动: 圈。
吸气冲程
活塞运动方向: 。
汽油和空气的燃料混合物
阀门:进气阀 ;
 排气阀 。
打开
关闭
向下

③汽油机的工作过程分析
汽油机

吸入气体: 。
压缩冲程
活塞运动方向: 。
汽油和空气的燃料混合物
阀门:进气阀 ;排气阀 。
关闭
向上
关闭
燃料混合物:压强 ;
温度 。
增大
升高
机械能
活塞对燃料混合物做功,燃料内能增大,温度升高。
转化
内能
曲轴转动: 圈。

汽油机

做功冲程
 在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花(点燃式),使燃料猛烈燃烧,产生_________________的燃气,推动活塞_________运动,并通过连杆带动曲轴转动,曲轴转动________圈。
高温高压

向下
机械能
转化
内能
汽油机

曲轴转动:____圈。
排气冲程
活塞运动方向: 。

阀门:进气阀 ;
 排气阀 。
关闭
打开
向上
汽油机

吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
请判断图片属于哪个冲程,并排序?
四个冲程只有 冲程燃气对外做功,其他三个冲程靠 转动。
做功
惯性
汽油机

冲程名称 进气门 排气门 活塞 运动 冲程的作用 能量转化
吸气冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物
压缩冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物, 使其内能增大,温度升高 机械能转化为内能
做功冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花,点燃燃料,高温高压的燃气推动活塞做功,通过连杆、曲轴带动飞轮转动 内能转化为机械能
排气冲程 闭 开 向上 排出废气
④汽油机四个冲程工作情况总结
汽油机

1. 在四个冲程中,哪些冲程发生能量的转化?
2. 哪个冲程获得动力?
单缸汽油机一个工作循环包括____个冲程,活塞往复运动____次,曲轴转动____周,对外做功____次。
思考归纳
压缩冲程:
做功冲程:
机械能转化为内能
内能转化为机械能
做功冲程
4
2
2
1
在这个四个冲程中,利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。
汽油机

柴油机

1. 工作原理
利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2. 汽油机的构造
与汽油机大致相同,不同的是柴油机气缸顶部无火花塞而有喷油嘴。
排气门
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
汽缸
曲轴
3. 工作过程
柴油机的工作过程,也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环,在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次。
柴油机吸入气缸内的物质只有空气,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。
柴油机

进气门打开
排气门关闭
活塞向下运动
机械能转化为内能
内能转化为机械能
燃烧后的废气
只吸入空气
点燃方式压燃
进气门关闭
排气门关闭
活塞向上运动
进气门关闭
排气门关闭
活塞向下运动
进气门关闭
排气门打开
活塞向上运动
柴油机

4. 柴油机和汽油机的异同点
项目 汽油机 柴油机
构造 气缸顶部有一个火花塞 气缸顶部有一个喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 吸入汽油与空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大
做功冲程 点燃式,内能转化为机械能 压燃式,内能转化为机械能
排气冲程 排出废气 相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次. 压缩冲程把机械能转化为内能. 柴油机

(1)汽油机的应用
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
【内燃机的应用】
汽油机比较轻巧,常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
柴油机

科学延伸—现代汽车

在现代生活中汽车已经成了不可缺少的一部分。
现代意义上的汽车被定义为:由动力驱动,具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆。汽车一般是由车身、底盘、发动机、以及电气设备组成。其中发动机将燃料燃烧产生的内能转化为机械能,再通过传动机构,将动力传给车轮,从而使汽车行驶。
现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机,每个汽缸都进行这种四冲程循环。由于各个汽缸交替做功,所以发动机转动比较平稳。
汽车的动力系统
  汽车电子化被认为是汽车技术发展进程中的一次革命。汽车电子化的程度被看作是衡量现代汽车水平的重要标志。
  汽车的很多零部件也都是在随着科技的发展而更新迭代,传统的汽车发展已经接近了瓶颈,现代化的汽车在设计研发上被赋予了更多科技的产物,如智能化驾驶与新能源汽车,汽车智能化发展也代表着社会科技的发展程度。
科学延伸—现代汽车

课堂练习

1.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意,比如:蒸汽机和汽油机,它们工作时,能的转化过程是    ,图中    (选填“甲”或“乙”)是汽油机的工作原理图。一台四冲程内燃机飞轮转速为3600r/min,在1秒钟内内燃机的活塞做了    次功。
内能转化为机械能

30
2.关于热机的能量转化过程,下列说法正确的是(  )
A.将势能转化为动能 B.将机械能转化为化学能
C.将内能转化为机械能 D.主要目的是通过热传递改变内能
C
课堂练习

3.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法。以下说法中正确的是(  )①压缩冲程中,机械能转化为内能②做功冲程中,内能转化为机械能③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机吸气冲程吸入的是空气
A.只有①② B.只有③④ C.只①②③ D.①②③④
C
课堂练习

4.关于汽油机和柴油机的区别,下列说法错误的是(  )
A.汽油机有火花塞,柴油机有喷油嘴
B.汽油机用压燃式点火,柴油机用点燃式点火
C.吸气冲程中,汽油机吸入汽油和空气混合物,柴油机只吸入空气
D.小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机;卡车、挖掘机用柴油机做发动机
B
课堂练习

5.一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3600r/min,则柴油机每秒钟(  )
A.完成60个循环,120个冲程
B.做功30次,活塞往复60次
C.完成60个循环,60个冲程
D.做功1200次,活塞往复1200次
B
课堂练习

①把内能转化为机械能的机器叫热机。常见热机有:
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等.
②制造原理:利用内能做功,将内能转化为机械能.
①内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.
②内燃机工作的四冲程:吸气、压缩、做功、排气冲程.
③能量转化:压缩冲程中,机械能转化为内能;
做功冲程中,内能转化为机械能.
④汽油机与柴油机的区别:
汽油机吸入汽油与空气的混合物,柴油机只吸入空气.
汽油机是点燃式点火,柴油机点火方式为压燃式.
热机
热 机
内燃机
课堂小节

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