资源简介

(共26张PPT)
教科版九年级上册
第2章　改变世界的热机
热机
1
4
了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
2
了解四冲程内燃机的工作原理。
3
表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。
1
知道热机的概念，知道内燃机是热机的一种。
学习目标
它们有什么共同特点？
一、热机
1.观察：热机的原理
如图所示，在锥形瓶内装些水，用带小孔的胶塞塞住瓶口，在小孔上方放一个用纸做成的小叶轮。加热锥形瓶使水沸腾。观察实验现象，分析原理，并说明实验过程中的能量转化情况。
(1)现象：叶轮 ，试管口有 出现。
(2)原理：燃料燃烧产生的热量传递给水和水蒸气，水蒸气对叶轮 ，叶轮获得 能，水蒸气内能 ，温度 ，水蒸气 成小水珠。
(3)能量转化：燃料的 能→水和水蒸气的 能→叶轮的 能。
转动
“白雾”
做功
机械
减少
降低
液化
化学
内
机械
2.阅读教材第22~23页，完成下面的内容。
(1)热机是通过燃料燃烧获取 能并转化为 能的装置。
(2)热机工作过程中的能量转化：
内
(3) 是最早应用于工业生产的热机。
机械
化学能
机械
蒸汽机
蒸汽机车
发电站的汽轮机
喷气发动机
内燃机小汽车
最常见的热机
思考：观察蒸汽机的原理图，说明蒸汽是如何进入汽缸，推动活塞运动，带动轮子转动的。
答案　燃料燃烧，在蒸汽锅炉中，水沸腾形成蒸汽，通过管道被送入汽缸，受滑块阀门控制交替进入汽缸的左侧和右侧，推动活塞运动。
学以致用
如图所示，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是(　　)
A.试管口出现的“白雾”是气体
B.水蒸气对外做功，内能增加
C.水蒸气的温度升高
D.这个实验基本展示了热机的工作原理
D
解析　试管口出现“白雾”是水蒸气遇冷液化形成的，故A错误；
水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，故B、C错误；
水蒸气对外做功，将内能转化为机械能，与蒸汽机的工作原理相同，故D正确。
(1)现象：盒内酒精剧烈燃烧，盒盖被酒精燃烧产生的 推出。
(2)原理：酒精燃烧后产生高温高压的燃气对盒盖 ，燃气的内能减少，转化为盒盖的 能。
(3)能量转化：酒精的 能→燃气的 能→盒盖的 能。
二、内燃机
1.实验：内能转化为机械能
如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。
燃气
做功
机械
化学
内
机械
火花发生器
2.内燃机
(1)活塞式内燃机：燃料在 内燃烧，生成 的燃气，燃气推动活塞做功，将 能转化为 能。
(2)生活中，常见的活塞式内燃机有 和 。
汽缸
高温高压
内
机械
汽油机
柴油机
学以致用
(2024·黔东南期末)中国现代交通运输发展情况总体呈现出显著地提升和进步。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是(　　)
C
1.在图中填写汽油机各部件的名称。
三、汽油机的工作过程
气缸
火花塞
进气门
排气门
活塞
连杆
曲轴
2.汽油机的活塞在汽缸内做往复运动，从汽缸的一端运动到另一端叫作一个 。多数汽油机是由 、 、 和 四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
冲程
吸气
压缩
做功
排气
汽油在汽缸内燃烧
产生高温高压燃气
推动活塞做功
带动曲轴转动
对外做功
汽油机的工作原理(模型)
3.观察实验：汽油机的工作原理(模型)，了解四冲程汽油机的工作过程，识别四个冲程。
进气门 ，排气门 ，活塞向 运动， 和 的混合物从 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端， 关闭，曲轴转动 圈。
打开
关闭
下
汽油
空气
进气门
进气门
半
吸气冲程
进气门和排气门 ，活塞向 运动，燃料的混合物被 ，汽缸内温度 ，气压 。曲轴转动 圈。在此过程， 转化为 。
都关闭
上
压缩
升高
增大
半
机械能
内能
压缩冲程
在压缩冲程结束时， 产生电火花(点燃式)，使燃料猛烈燃烧，产生 的气体，推动活塞向 运动，带动 转动，对外
。在此过程， 转化为 。
高温高压
下
内能
机械能
曲轴
做功
火花塞
做功冲程
进气门 ，排气门 ，活塞向 运动，把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端，
关闭，曲轴转动 圈。
保持关闭
打开
上
排气门
半
排气冲程
(1)汽油机四个冲程中，只有 冲程对外做功。
(2)压缩冲程将 能转化为 能，做功冲程将 能转化为 能。
(3)汽油机1个工作循环有___个冲程，活塞上下往复 次，曲轴转动 周，对外做功__次，有 次能量转化。
做功
机械
内
内
机械
4
2
2
1
2
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
思考：汽油机只有做功冲程对外做功，其余三个冲程是怎样完成的？
答案　依靠飞轮的惯性完成。
学以致用
1.如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是(　　)
A.四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙
B.冲程乙的活塞正在往下运动
C.冲程甲将机械能转化为内能
D.热机是利用化学能做功的机器
B
2.某单缸四冲程汽油机转速达到2 400 r/min，则1 s内燃气对活塞做功
　　次。
20
解析　飞轮转速是2 400 r/min=40 r/s，则汽油机每秒钟曲轴转动40转，燃气对活塞做功20次。
1.(2024·滨州阳信县期末)燃气入户暖民心，“燃”起群众新生活。燃气给我们生活带来便利但也隐藏危险，燃气爆炸形成巨大冲击波击碎窗户玻璃时，能量转化的过程相当于图中内燃机的哪个冲程(　　)
B
解析　燃气爆炸形成巨大冲击波击碎窗户时，内能转化为机械能。进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程没有明显的能量转化，故A不符合题意；
两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B符合题意；
两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程没有明显的能量转化，故D不符合题意。
2.(2024·鞍山模拟)汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与_____
(选填“乙”或“丙”)图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为　　 　r/min。
乙
2 400
解析　题图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，题图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能，题图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，故图甲中的能量转化情况与图乙相同。
如果此汽油机每秒内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，飞轮每秒转40圈，所以，飞轮的转速为2 400 r/min。

展开更多......

收起↑