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第十四章 内能的利用
第2节 热机
人教版 九年级 物理 上册
18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？
第一辆汽车
最快的汽车
1.知道利用内能可以做功,初步了解热机的工作原理。
2.了解汽油机的构造和工作过程，了解柴油机的构造和工作过程，了解汽油机与柴油机工作过程的异同点。
3.能熟练运用所学知识解释内燃机工作过程中能量的转化。
该实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。
蒸汽机原理
探究新知
知识点 1
热 机
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探究实验 利用内能做功
人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机。
工作原理：燃料的化学能 内能 机械能
燃烧
做功
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
热机的种类
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
蒸汽轮机
蒸汽纺纱机
蒸汽火车
蒸汽轮船
热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
一种内燃机的剖面图
内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
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。
汽油机的构造
知识点 2
汽油机
汽油机由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
汽油机工作时，活塞在气缸内做往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
点击播放：了解汽油机的结构和工作过程
汽油机的结构与工作过程
汽油机在四个冲程中的工作过程
进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气混合物进入气缸。
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。
汽油机在四个冲程中的工作过程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
在压缩冲程结束时，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。
【想想议议】1.在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2．哪个冲程使汽车获得动力？
做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性。
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
压缩冲程
做功冲程
机械能转化为内能
内能转化为机械能
排气冲程
例1 下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是（　 ）
A B C D
A
连接中考
喷油嘴
知识点 3
柴油机
柴油机的构造
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。柴油机的气缸顶部没有火花塞，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。
点击播放：了解柴油机的结构和工作过程
柴油机的结构与工作过程
点击播放：了解汽油机、柴油机的结构和工作过程的异同点
汽油机与柴油机的结构与工作过程的异同点
汽油机和柴油机的优缺点
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。
【思考】老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？现代汽车里的“马达”（起动机）起什么作用？
答：老式摩托在启动时，需踏动启动杆，带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，然后发动机（汽油机）才能开始正常工作。
同样，小汽车启动时，转动钥匙，电动机开始带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，从而启动发动机。
内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
例2 常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中机械能转化为内能的是 冲程。
连接中考
压缩
1．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，气缸中的（ ）
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
基础巩固题
2. 汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．柴油机吸入气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，汽油机气缸内的温度比柴油机的高
C
3. 科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向气缸内喷水，水在高温气缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，第五冲程是________冲程，这一冲程将______能转化成__________能。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是__________冲程。
做功
内
机械
排气
1. 一台单缸四冲程汽油机，如图所示为________冲程，若飞轮转速为3600r/min，该汽油机活塞1s对外做功_______次。
做功
30
能力提升题
2. 根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ）
汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴
B. 汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴
油的混合
C. 吸气冲程是内能转化为机械能
D. 压缩冲程是内能转化为机械能
A
热机是利用内能做功的机器
内燃机分为汽油机和柴油机两大类
汽油机和柴油机的异同
四冲程热机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
一个工作循环，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次
作业
内容
教材作业
完成课后“练习与应用”
自主安排
培优 练习

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