资源简介

(共33张PPT)
第十四章 内能的利用
热 机
R·九年级全一册
汽车、火箭等交通工具是如何获得机械能的呢？
新课探究
演示 观察现象，讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。
试验现象
橡胶塞冲出去，试管口出现“白雾”
能量转化
燃料的化学能
燃烧
水的内能
做功
塞子的机械能
知识点1 热机　
（1）定义：
利用内能做功的机械。
（2）工作时的能量转化
燃料的化学能
燃烧
内能
做功
机械能
（3）种类：
蒸汽机
汽轮机
喷气发动机
火箭发动机
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，但它只不过是一个玩具而已。
　　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。
瓦特
蒸汽机的原理演示
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机
内燃机
定义：
分类：
使用汽油作为燃料的叫汽油机。
使用柴油作为燃料的叫柴油机。
[绍兴中考改编]如图所示，在试管内装适量的水，用橡胶塞塞紧管口，加热一段时间后橡胶塞冲出，同时管口附近产生“ 白气”。以下分析不正确的是（ ）
A. 水温上升时，水的内能增加
B. 试管口的“白气”是水蒸气
C. 管内气体对橡胶塞做功，其内能减少
D. 这个实验基本展示了热机的工作原理
B
知识点2 汽油机　
四冲程汽油机的剖面图
1. 构造
进气门
气缸
火花塞
排气门
活塞
连杆
曲轴
2. 工作原理
汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
3. 工作过程
汽油机工作原理
　　点火方式：点燃式
吸气
压缩
做功
排气
甲：吸气
乙：压缩
丙：做功
丁：排气
　　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，叫作一个冲程。
吸气冲程
进气门
排气门
活塞
冲程的 作用
能量转化
打开
关闭
自上向下运动
吸入汽油和空气的混合物
无
压缩冲程
进气门
排气门
活塞
冲程的 作用
能量转化
关闭
关闭
自下向上运动
压缩燃料混合物，使其内能增加、
温度升高
机械能转化为内能
做功冲程
进气门
排气门
活塞
冲程的 作用
能量转化
关闭
关闭
自上向下运动
压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
内能转化为机械能
排气冲程
进气门
排气门
活塞
冲程的 作用
能量转化
关闭
打开
自下向上运动
排出废气
机械能转化为内能
1. 在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样
的能量转化？
2. 哪个冲程使汽车获得动力？
3. 哪个冲程排出了汽车的尾气？
压缩冲程将机械能转化为内能,
做功冲程将内能转化为机械能。
做功冲程使汽车获得动力。
排气冲程将废气排出。
想想议议
规律总结
（1）汽油机工作时的“4、2、2、1”规律
冲程个数 活塞往复 次数 曲轴（或飞轮）转动圈数 对外做功次数
4 2 2 1
（2）在四个冲程中，只有做功冲程中燃气对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的。
练 习
如图所示为内燃机四冲程的示意图，下列说法正确的是（ ）
A. 一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
B. 乙图冲程能获得动力
C. 丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程
D. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
C
知识3 柴油机　
四冲程柴油机的剖面图
1. 构造
进气门
排气门
喷油嘴
气缸
活塞
连杆
曲轴
柴油机工作原理
2. 工作原理
柴油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
3. 工作过程
柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且四个冲程构成一个工作循环。
四冲程柴油机的剖面图
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。
点火方式：压燃式
汽油机与柴油机的比较
不同点 比较 汽油机 柴油机
燃料
构造
点火方式
吸气冲程
效率
应用
汽油
柴油
火花塞
喷油嘴
点燃式
压燃式
吸入汽油和空气的混合物
只吸入空气
效率低
效率高
机体轻便，主要用于摩托车、小型汽车、飞机等
机体笨重，主要用于载重汽车、火车等
汽油机与柴油机的比较
相同点：
（1）都是燃料在汽缸内燃烧。
（2）都是将内能转化为机械的机器。
（3）汽油机的火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是压缩冲程末。
（4）都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，一个工作循环曲轴和飞轮均转两圈，对外做功一次。
（5）排气冲程排出废气的过程相同。
（6）启动时都是靠外力使飞轮和曲轴转动起来。
阅读教材P28《科学世界》——“现代汽车”
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。
汽车的动力系统
练 习
　　1．内燃机压缩冲程中 能转化为 能；在做功冲程中 能转化为 能。
机械
内
机械
内
2. 依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
BCD
A
D
B
C
做功
吸气
排气
压缩
3. 汽油机在压缩冲程工作中物质被压缩，汽缸中的 （ ）
　A. 压强增大，温度降低
　B. 压强减小，温度升高
　C. 压强增大，温度升高
D. 压强减小，温度降低
C
4．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
C
×
空气
汽油和空气的混合物
汽油机的压缩程度较小，柴油机的较大
×
×
√
课堂小结
热机
原理
内燃机
内能转化为机械能
工作循环
汽油机
柴油机
火花塞
点燃式
吸入空气和汽油混合物
喷油嘴
压燃式
只吸入空气
四个冲程
吸气、压缩、做功、排气
1. 从课后习题中选取；
2. 完成练习册本课时的习题。
课后作业
习题解答
（见教材P29 练习与应用）
1. 下图展示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。在这一过程中，不同形式的能量是如何转化的？这一能量转化过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似？
点燃底部的蜡烛，化学能转化为内能和光能，热空气驱动扇叶转动，内能转化为机械能，扇叶带动纸片小人转动，扇叶的机械能转移到纸片上.热空气驱动扇叶转动的能量转化过程与四冲程汽油机的做功冲程相似。
2. 除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了
热机？你列举的这些热机中哪些是内燃机？
解：除了飞机、汽车、摩托车外，还有轮船、拖拉机、收割机、推土机、压路机、坦克等都使用了热机，这些热机都是内燃机。火车可分为电力机车、内燃机车和蒸汽机车，其中内燃机车使用的是内燃机。
3. 在下图中，甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图乙、丙、丁中，分别画出压缩、做功、排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。
4. 从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中
（1）哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程？
（2）哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程？
（3）哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程？
解：（1）做功冲程；
（2）做功冲程；
（3）压缩冲程。
5. 某同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图所示转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数。
解: 由图知发动机曲轴每分钟转动 0.75×1000r ＝ 750r ，
如果汽车用的是四冲程汽油机，
此时发动机一个气缸每分钟
完成做功冲程的次数为

展开更多......

收起↑