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第4节 热机与社会发展
第十二章 内能与热机
沪粤版（2024）九年级上册同步备课
1.知道热机的工作过程中能的转化。
2.了解汽油机的基本结构和工作过程。
3.通过对热机的效率和热机与环境等问题的分析和讨论，树立效率意识和环保意识。
如图所示，汽车奔驰、火车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、翱翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近内燃机，了解它们的工作原理吧！
增加，温度逐渐升高直至沸腾，产生大量的水蒸气；水
蒸气越来越多，对软木塞的压力越来越大，最后将软木
塞冲出试管口.此过程水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内
能转化为软木塞的机械能.
上面的装置就是一个简单的热机模型，热机的
特点是将燃料的化学能转化为内能，然后通过做功，把
内能转化为机械能.
2.热机
（1）热机：我们把将燃料燃烧时释放的内能转化为机械
能的装置叫做热机.
（2）根据热机的定义可知，判断某个装置是否属于热机
的关键在于确定其工作过程中的能量转化是否符合以下
能量流程图.
3.热机的作用
（1）能量转换：将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，
驱动设备运转.
（2）动力提供：为汽车、飞机、船舶等交通工具提供动力.
（3）发电：在发电厂中，热机驱动发电机产生电能.
（4）工业生产：驱动压缩机、泵等工业设备.
4.热机的种类
热机的种类很多，有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮
机、喷气发动机和火箭发动机等.
典例1 热机是否被广泛使用已成为一个国家工业化程度
高低的判断标准之一.下列机械不是使用热机的是( )
C
A.普通的家用轿车 B.喷气式战斗机
C.电动公交车 D.“神舟”火箭
[解析] 电动公交车是利用电能来获得动力的，没有使用
热机；普通的家用轿车、喷气式战斗机和“神舟”火箭都是
利用燃料燃烧产生的内能来做功的，都是把内能转化成
机械能的装置，它们都使用了热机.
任务二：汽油机
汽油机工作的四个冲程：
任务二：汽油机
汽油机工作的四个冲程：
在压缩冲程末，火花塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生 的燃气，推动活塞由汽缸向 运动，并通过连杆驱使曲轴转动， 曲轴转动 圈，此过程中， 转化 。
做功冲程
高温高压
下
半
内能
机械能
进气门 ，排气门 ，活塞由 向 运动，把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端， 曲轴转动 圈。
排气冲程
关闭
打开
下
上
半
任务二：汽油机
(1)内燃机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动，叫做一个冲程。
(2)汽油机的一个工作循环中有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的。
(3)四冲程内燃机的一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次(气缸内的燃油燃烧爆发1次)。
任务二：汽油机
柴油机和汽油机结构相似，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。
机械热传递消耗的一部分能量
燃料很难全部燃烧,燃料的化学能不能全部释放
克服机械传动摩擦
消耗的一部分能量
废气排出带走的部分能量
做有用功所消耗的能量
柴油机
进气门
排气门
喷油嘴
活塞
连杆
曲轴
气缸
柴油机的工作过程
柴油机的构造示意图
在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三
个冲程为辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来
完成动作.
典例2 （教材习题改编，无锡中考）四冲程汽油机的工
作循环中，主要将机械能转化为内能的冲程是( )
B
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
1）热机的出现，极大地改进了人类的工作方式和生活条件
2）热机排出的废气对环境造成污染，影响人们的身体健康和动植物的生存
3）热机工作时的噪声污染
知识点四：热机与环境
热机利用的利与弊:
减少热机造成的环境污染的措施：
1）减少热机排放出的有害物质，控制废气的排放量，提高燃料利用率。
2）提高汽油、柴油的品质，从源头减少热机有害物质的排放。
3）新技术、新材料、新工艺在生产生活中的应用。
2.热机的效率
（1）定义：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完
全燃烧时放出的能量之比，叫做热机的效率.
（2）公式： （用来做有用功的能量）
（燃料完全燃烧放出的能量）
（3）由于许多能量损失是无法避免的，所以燃料完全燃
烧所放出的能量不可能全部转化为有用的机械能，故热
机的效率总是小于1.汽油机的效率为 .
2.怎样控制热机对环境造成的污染
(1) 改进燃烧设备(EFI系统)；
(2)充分利用污染少的能源(无铅汽油)
(3)在排气管上安装消声器，以减少噪声污染
…………
热机：利用内能做功的机械叫做热机。
汽油机：吸气、压缩、做功、排气四个冲程周而复始的循环。
热机效率：有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
热机与环境：热机的利用和控制热机对环境造成的污染。
热机与社会发展

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