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沪科版·九年级物理全一册
第三节 热机
情境导入
汽车奔驰
列车风驰电掣
舰船劈波斩浪
飞机凌空穿云
车、船和飞机能大展神威，都是因为有了发动机。发动机是把其他能量转化为机械能的机器。
探究新知
热机是将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置。
燃料的
化学能
燃烧
内能
做功
机械能
常见的热机有蒸汽机、喷气机、内燃机等。
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
汽油机
柴油机
1. 燃气内能的转化
知识点1 汽油机
汽油机是怎样工作的呢？
迷
你
实
验
室
燃气内能的转化
实验过程：如图所示，在圆筒内加入适量的酒精，用橡胶塞塞紧筒口，筒内形成酒精蒸气和空气的混合气体。用电火花点火，橡胶塞跳出。
注意操作安全！
试验现象
橡胶塞冲出去，筒口出现“白雾”
能量转化
混合气体燃烧产生高温高压的燃气对橡胶塞做功，将燃气的内能转变为橡胶塞的机械能。
燃料的化学能
燃烧
燃气的内能
做功
塞子的机械能
汽油机的能量转化与上述实验类似，只是用的燃料是汽油。
四冲程汽油机的剖面图
2. 汽油机的构造
汽油机主要由气缸、火花塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、活塞、连杆和曲轴组成。
火花塞
进气道
进气阀
活塞
连杆
曲轴
气缸
排气阀
排气道
3. 汽油机的工作原理
利用气缸内汽油燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能。
4. 汽油机的工作过程
　　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
　　汽油机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运动叫做一个冲程。
吸气冲程
作用：空气和汽油的混合气体进入气缸
进气阀：开；排气阀：关
活塞：向下运动
汽油和空气
压缩冲程
进气阀：关 排气阀：关
活塞：向上运动
作用：混合气体被压缩，气体体积减小、压强增大、温度升高、内能增加
能量转化：机械能转化为内能
做功冲程
进气阀：关 排气阀：关
作用：压缩冲程结束后，火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压气体迅速膨胀，使活塞向下运动。
活塞：向下运动
能量转化：内能转化为机械能
排气冲程
燃烧后的废气
进气阀：关 排气阀：开
活塞：向上运动
作用：排出废气
点击播放视频
归纳小结：
吸气
压缩
做功
排气
一个循环
4个冲程
活塞往复2次
飞轮和曲轴转动2周
对外做功1次
燃料燃烧1次
　 只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
1. 结构
柴油机的燃料是柴油，它与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。
知识点2 柴油机
2. 工作过程
四冲程柴油机的一个工作循环也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气阀开，排气阀关。
活塞向下运动。
将空气吸进气缸。
进气阀关，排气阀关。
活塞向上运动。
气体被压缩的程度比汽油机更大，缸内气体的温度更高，压强更大。
机械能转化为内能。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
进气阀关，排气阀关。
活塞向下运动。
压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油，遇到高温空气立即猛烈燃烧，进行压燃式点火。
内能转化为机械能。
排气冲程
进气阀关，排气阀开。
活塞向上运动。
把废气排出气缸。
点击播放视频
归纳小结：
一个工作循环：
活塞：往复两次。
曲轴：转动两周。
完成：四个冲程。
对外做功：一次。
辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。
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能的机器。
（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。
不同点：
内燃机 项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造
工作循环 吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
气缸顶部是火花塞
气缸顶部是喷油嘴
吸进汽油和空气的混合物
吸进空气
压缩程度较小
压缩程度较大
点燃式
压燃式
轻巧、效率较低
笨重、功率大
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
调研并制作神奇“走马灯”
走马灯是节日常见的一种灯饰，是我国具有悠久历史的民间工艺制品。下面通过制作简易的走马灯，了解其工作原理。
热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式是_________________，这与四冲程汽油机的________冲程相同。
内能转化为
机械能
做功
随堂练习
1.内燃机的工作过程由_______、_______、_______、 _______四个冲程组成，其中，将机械能转化为内能的是_______冲程， 将内能转化为机械能的是_______冲程。
2.在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（ ）。
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.排气冲程和吸气冲程
吸气
压缩
做功
排气
压缩
做功
B
3.四冲程汽油机工作时，活塞向上运动，并依靠飞轮的惯性来完成运转的冲程是（ ）。
A.吸气冲程和做功冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程
D
4.在表格中填入汽油机和柴油机的区别。
柴油机 汽油机
构造 喷油嘴 火花塞
吸入气体 空气 空气和汽油的混合物
点火方式 压燃式 点燃式
使用范围 拖拉机、载重汽车、大型轮船等 小汽车、摩托车、小型飞机等
区别
机种
5. 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
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

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