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(共38张PPT)
你会爆发出惊人的力量！
车流在城市中蜿蜒穿行，货轮在茫茫大海中航行，飞机在蓝天中翱翔，火箭刺破苍穹…热机，改变了我们的生活，推动了社会的进步。
为在路面上行驶的燃油车源源不断提供动力的，是一种叫作热机的装置。
3. 热 机
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，细心观察，会发生什么现象
叶轮转动起来
燃料的
化学能
水的
内能
叶轮的
机械能
燃烧
做功
燃料燃烧的化学能转化内能，传递给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气推动叶轮转动，说明内能转化成了叶轮的机械能。
利用内能来做功
探究新知一　利用内能来做功
热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置
观察：
探究新知一　利用内能来做功
蒸汽机是最早应用于工业生产的热机。利用蒸汽做功，可追溯到古希腊时期。但直到1769年，瓦特(James Watt，1736-1819)改进、完善了蒸汽机，才使蒸汽机广泛成为带动其他机器运转的动力装置。
瓦特改进的蒸汽机具有划时代的意义，这也成为了第一次工业革命的标志。
后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。
锅炉
气缸
早期的蒸汽机汽车，车身笨重，效率很低。
探究新知一　利用内能来做功
定义 通过燃料燃烧获取① 内 能并转化为② 机械 能的装置
特点 把燃料燃烧时放出的内能转化为机械能，从而对外③ 做功
能量转化过程 燃料的④ 化学 能
定义 通过燃料燃烧获取① 内 能并转化为② 机械 能的装置
（2025 江苏无锡滨湖区期末 15 题 3 分）如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开。在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞__________，水蒸气的一部分__________能转化为软木塞的__________能，利用这一原理，可以制成热机。
做功
内
机械
【变式训练 1】（2025 河北石家庄长安区期末 12 题 2 分）如图所示的实验中，试管内的水沸腾后，能使小叶轮旋转动起来。在这个实验中，燃料的化学能转化为_________并传给水，水沸腾形成的水蒸气驱动叶轮转动起来，这个实验体现了_________的原理。
内能
热机
内能的主要利用：
一是利用内能来直接加热物体
二是利用内能来做功
直接加热物体
做功
【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。
酒精在注射筒内燃烧，活塞被弹出
酒精燃烧的化学能转化内能，推动活塞将活塞弹出，即内能转化为活塞的机械能。
内能转化为机械能
探究新知二　内燃机
蒸汽机的燃料在汽缸外燃烧，随着应用的不断深入，人们发现这一模式存在诸多缺陷。于是工程师们着手设计新的热机。
探究新知二　内燃机
应用最广泛的一种热机是活塞式内燃机。汽油、柴油等燃料与空气混合，如果遇到火花，就会发生燃烧。在活塞式内燃机里，这样的燃烧是在汽缸内进行的。汽缸内的每次燃烧，都会生成高温高压的燃气，推动活塞做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动带动飞轮转动，如图 2-1-6所示。内燃机汽缸内进行的一系列有规律的燃烧，能使飞轮持续转动。
生活中，常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。
汽油机
柴油机
定义 燃料在汽缸里燃烧，产生的燃气直接推动活塞① 做功 的热机
分类 根据使用燃料的不同，分为② 汽油机 和③ 柴油机
2024 上海徐汇区期末 17 题 2 分）如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中。打开盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，会观察到盒盖被弹开。根据这个原理，可以制造出一种将_________能转化为________能的内燃机。
内
机械
【变式训练 2】（2025 广东佛山南海区期末 16 题 2 分）内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对活塞______________，将内能转化为______________能。
做功
机械
探究新知三　汽油机的工作过程
利用汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气（化学能转化为内能），燃气推动活塞做功（内
能转化为机械能）。
2.汽油机的构造
由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
汽油机：
3.汽油机的工作过程
①冲程：活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
②多数汽油机是由吸气、压缩、燃烧—膨胀做功（简称做功）、排气四个冲程不断循环来保
证连续工作。该四个冲程称为发动机的一个工作循环。
要使汽油机连续工作，活塞必须在推动曲轴后回到原来的位置，以便再次推动曲轴，这就要求活塞能在汽缸里做往复运动。
1.工作原理
探究新知三　汽油机的工作过程
进气门 ；
排气门 ；
1. 吸气冲程
活塞运动方向： ；
进气门 ；
排气门 ；
打开
关闭
向下
吸入：
。
2.压缩冲程
压强 ，
温度 。
活塞运动方向： ；
关闭
关闭
增大
向上
升高
汽油和空气的混合物
能量转化：
能
能
内
机械
同学们先自行阅读P25
曲轴转动： 圈。
半
曲轴转动： 圈。
半
观察：汽油机工作的四个冲程
汽缸容积增大，外界空气在大气压的作用下进入汽缸。
探究新知三　汽油机的工作过程
进气门 ；
排气门 ；
3.做功冲程
压强 ，
温度 。
活塞运动方向： ；
关闭
关闭
减小
向下
降低
能量转化：
能
能
内
机械
4.排气冲程
活塞运动方向： ；
进气门 ；
排气门 ；
关闭
打开
排出： 。
废气
曲轴转动： 圈。
半
曲轴转动： 圈。
半
向上
汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
1个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。
只有做功冲程燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠飞轮转动的动能来完成。
探究新知三　汽油机的工作过程
以一个工作循环为单位：
（3）只有做功冲程组成靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠飞轮 完成。
（1）一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成。
（2）每一个工作循环活塞往复运动 次，曲轴转动 周，对外做功 次。
吸气
压缩
做功
排气
2
2
1
惯性
　　在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程是轮流进行的。汽车配备的四缸发动机，是汽车里构造最为精密、复杂的部件！
探究新知三　汽油机的工作过程
柴油机
　　柴油机是以柴油作燃料的内燃机。构造跟汽油机相似，主要区别是柴油机汽缸的顶部有一个喷油嘴，而没有火花塞。柴油机的每一个工作循环也是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成。
项目
汽油机
柴油机
燃料
构造
吸气冲程
点火方式
效 率
主要应用
汽油
汽缸顶部有火花寒
吸入汽油和空气的混合物
点燃式点火
26%-40%
小汽车、低速飞机等
柴油
汽缸顶部有喷油嘴
只吸入空气
压燃式点火
34%-45%
载重汽车、火车等
比较汽油机和柴油机
探究新知三　汽油机的工作过程
活塞
连杆
曲轴
排气门
气缸
进气门
喷油嘴
汽油机相关内容
定义：利用① 汽油 作为燃料的内燃机。
构造：由汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、② 火花塞 、飞轮等组成。
3.工作过程
工作过程 特点
吸气冲程 进气门③ 打开 ，排气门④ 关闭；活塞从汽缸顶部⑤ 自上而下 运动；由于缸内体积增大，压强减小，⑥ 空气和汽油的混合气体 通过进气门进入汽缸
压缩冲程 进气门和排气门都⑦ 关闭 ，活塞在飞轮的带动下，从汽缸下部向上运动，压缩汽缸内空气和汽油的混合气体，在此过程中，⑧ 机械 能转化为⑨ 内 能
做功冲程 进气门和排气门都⑩ 关闭 ，汽缸顶部的 火花塞 产生电火花，点燃混合气体，产生高温高压的燃气，燃气迅速膨胀，推动活塞 向下 运动，并通过连杆带动曲轴转动；在这个过程中， 内 能转化为 机械 能
排气冲程 进气门 关闭 ，排气门 打开；活塞在飞轮的带动下 自下而上 运动，将汽缸内燃烧后的废气排出
（2024 江苏镇江中考 6 题 2 分）下列汽油机工作的四个冲程中，为做功冲程的是（ ）
技巧点拨：图中有火花塞产生电火花的过程，则为做功冲程。
C
【变式训练 3】（2025 湖南湘潭雨湖区期末 6 题 2 分）如图所示，是四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图。它是（ ）
A. 压缩冲程，将内能转化为机械能
B. 压缩冲程，将机械能转化为内能
C. 做功冲程，将机械能转化为内能
D. 做功冲程，将内能转化为机械能
D
1.定义：利用柴油作为燃料的内燃机。
2.构造：由汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、① 喷油嘴 、飞轮等组成。
3.工作过程：吸气冲程、② 压缩 冲程、③ 做功 冲程和排气冲程。
4.汽油机与柴油机的异同
异同 项目 汽油机 柴油机
不同点 构造 汽缸顶部有一个④ 火花塞 汽缸顶部有一个⑤ 喷油嘴
吸气冲程 吸入⑥ 汽油和空气 的混合气体 吸入⑦ 空气
点燃方式 点燃式（火花塞点火） 压燃式（柴油遇到高温高压的空气）
效率 不高：20%~30% 稍高：30%~45%
相同点 (1) 工作原理相同：燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞对外做功；(2) 一个工作循环包括四个冲程，活塞往复运动⑧ 两 次，曲轴或飞轮转动⑨ 两 圈，对外做功⑩ 一 次；(3) 启动时都是依靠外力使飞轮和曲轴转动起来
（2025 四川绵阳涪城区期末 5 题 2 分）关于四冲程内燃机，下列说法中正确的是（ ）
A. 汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的
B. 燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小
C. 汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同
D. 压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能
易错警示：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机顶部有喷油嘴。
D
【变式训练 4】（2024 天津红桥区期末 5 题 2 分）对于四冲程汽油机和柴油机，下列说法不正确的是（ ）A. 吸气冲程吸入汽缸的都是燃料和空气的混合物
B. 压缩冲程中都是将机械能转化为内能
C. 做功冲程都是由燃气推动活塞做功
D. 排气冲程都是飞轮的惯性带动曲轴运动
A
探究新知四　火箭
探究新知四　火箭
3.现代火箭的用途：发射探测器、人造卫星、宇
宙飞船、航天飞机等空间飞行器。
1.火箭发动机工作原理：利用燃料燃烧产生高温
高压燃气，燃气通过喷管向后高速喷出,对火箭产
生向上的推力。
2.火箭的燃料：液态氢（热值大）
构造 燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口
工作原理 燃料和氧化剂在燃烧室里燃烧产生的高温、高压气体以很大的速度从喷口喷出，对火箭产生强大的① 反冲推力，使之上升
特点 ② 功率 巨大，既可以在高空飞行，又可以飞出大气层
（2025 山东青岛黄岛区期末 5 题 2 分）下列关于火箭的说法中正确的是（ ）
A. 火箭使用的是喷气式发动机，与内燃机的工作原理完全相同
B. 火箭发动机在工作时需要活塞、螺旋桨等机械装置
C. 火箭是热机的一种，工作时燃料的化学能最终转化为火箭的机械能
D. 火箭升空时不需要反作用力推动箭身向前运动
思路导航：燃料燃烧是化学变化产生化学能，使燃气温度升高，内能增加，燃气向后喷发，推动火箭运动产生机械能。
C
【变式训练 5】（2023 江苏南通崇川区期末 12 题 3 分）火箭发射升空时，燃料通过燃烧将_________能转化为燃气的内能，燃气推动火箭加速上升时，又将________能转化为火箭的________能。
化学
内能
机械
课堂小结
热机
利用内能来做功
蒸汽机
汽油机的工作过程
工作原理：燃料燃烧获取内能并转化为机械能。
定义：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
热机
蒸汽机的发展历程
蒸汽机工作原理
内燃机
定义
活塞式内燃机
汽油机：
柴油机
吸气、压缩、做功、排气四个冲程
下 课
Thanks!
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