资源简介

(共16张PPT)
第十四章　内能的利用
第4节　跨学科实践：制作简易热机模型
学习目标
课程讲授
课堂练习
课堂小结
学习导入
课后作业
项目提出
热机是人们获得动力的重要机械。热机在生产、生活中非常重要，为了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，在学过的热机知识基础上，我们可以尝试制作一个简易热机模型。
项目分析
汽油机属于内燃机，工作物质为气缸内的混合气体。
蒸汽机属于外燃机，工作物质为外部的水。
热机的分类
热机的工作原理
项目实施
一、材料选择
选择合适的材料，易拉罐、胶带、细线等。
确保材料安全、易得，适合学生操作。
二、工具准备
准备必要的工具，如剪刀、螺丝刀等。
确保工具安全、易于操作，适合学生使用。
方案一：用易拉罐制作简易热机
三、基本步骤如下：
①找一个废旧易拉罐，在其侧面打孔，让孔有一定的方向。
②在另一端对称位置打孔，保证两个孔的方向一致。
③用细线制作提手并灌入适量的水后用胶带或其他材料封口，保证密封良好。
⑤可以使用轴承替代细线，以增强旋转的稳定性和持久性。请注意，制作热机时要注意安全，避免热水和蒸汽造成的伤害。
④将易拉罐置于煤气灶上加热，由于水量较少，水会很快沸腾。水沸腾后，产生的水蒸气会通过预留的孔洞喷出，推动周围的空气旋转，从而带动易拉罐快速旋转。
方案二：制作简易斯特林热机
基本步骤如下：
①在试管里装几个玻璃珠，用试管塞连接细玻璃管软管连接事先固定在桌子上的注射器，形成一个封闭系统。
②把装置安装在铁架台合适的位置上，用酒精灯加热试管，当气体膨胀到一定程度，使试管的玻璃珠倾斜到另一端。
由热能转化为机械能
③可以实现试管上下起伏，注射器活塞来回往复，热能和机械能互相转换，撤去酒精灯后，气体剩余的内能还能做功。
展示交流
通过实物展示和现场演示，直观呈现热机模型的运行过程，吸引观众的注意力；可以制作展示板，介绍模型的制作过程、工作原理和创新点。
拍摄视频记录模型的运行情况，便于在展示过程中进行详细讲解和分析。
课堂练习
1.如图甲所示，此过程的能量转化与热机 冲程的能量转化相同；若不放棉花，快速压缩活塞，筒内空气温度 （选填“升高”、“不变”或“降低”）。如图乙所示，盒盖飞出时，盒内燃气的内能
（选填“变大”、“不变”或“变小”），这是通过 的方式改变盒内燃气内能。
压缩
升高
变小
做功
2.矿泉水瓶拧好瓶盖，然后用一只手使劲拧矿泉水瓶的尾部，另一只手稍微一拧瓶盖， “砰”的一声，瓶盖就飞了出去，同时看到瓶口有“白雾”出现，白雾是 （物态变化）现象。从能量转化角度分析，该能量转化与汽油机的 冲程相同。
液化
做功
3.如图所示，小华发现家中蒸蛋器在使用时会通过上方小孔喷出蒸汽，于是他小心地将自制的风车放在小孔附近，成功让风车转了起来，蒸汽推动风车转动时的能量转化与汽油机 冲程的能量转化相同。某单缸四冲程汽油机工作时，飞轮转速为3600r/min，则其10s内对外做功 次；若缸内燃气对活塞平均推力为1500N，活塞向下运动的距离为0.05m，则功率是 W。
做功
300
2250

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