资源简介

(共28张PPT)
九年级物理全册 人教版（2024新版）
第十四章——内能的利用
第2节 热 机
震撼的卫星发射过程
情境导入
新知探究
问 题
18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快汽车的速度已经超过了声速。飞驰的汽车（图14.2-1）是如何获得机械能的呢？

飞驰的汽车如何获得机械能的呢？
图14.2-1飞驰的汽车
新知探究
热 机
一
实验
一.热机
不同形式能量之间的转化
如图14.2-2所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,观察现象。讨论这个过程中不同形式能量之间转化的情况.
图14.2-2加热试管中的水
在这个实验中,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机械能.
燃料的化学能
水的内能
塞子的机械能
燃烧
做功
内能
转化
转移
转化
能量的转化(热机原理)
1
新知探究
热 机
一
一.热机
这个实验虽然简单,却基本展示了蒸汽机的工作原理。
人们发现内能可以做功,由此制造了各种利用内能做功的机械—热机(heat engine).热机的发明及广泛使用,使人类迈入了工业化社会,对人类社会的发展起到了重要的作用。蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都是热机.
分类:
空气喷气发动机
汽轮机
内燃机
蒸汽机
火箭喷气发动机
3
定义:
利用内能做功的机械
2
新知探究
热 机
一
蒸汽机、
汽轮机、
内燃机、
喷气发动机、
4
新知探究
热 机
一
内燃机剖面
新知探究
汽油机
二
5
汽油机的结构:
冲程:
活塞从汽缸一端运动到另一端的过程。
6
火花塞
进气门
汽缸
活塞
连杆
曲轴
排气门
(一)汽油机
汽油机工作过程
新知探究
汽油机
二
上
内
7
新知探究
汽油机
二
汽油机的工作过程
吸气冲程
排气冲程
压缩冲程
做功冲程
进气门 排气门
吸入______________________
进气门 排气门
机械转动带动活塞_____________
______能转化为_____能
进气门 排气门
排出废气
进气门 排气门
火花塞点火__________________
______能转化为_______能
打开
关闭
关闭
关闭
关闭
关闭
关闭
打开
空气和雾状汽油混合物
机械能
内能
内能
机械能
高温高压燃气推动活塞做功
混合物压缩
1.汽油机一个工作循环包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.
2.在一个工作循环中有4个冲程,活塞往复2次,曲轴转动2圈,做功1次.
小 结
8
1.在四个冲程中,压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化
2.哪个冲程使汽车获得动力
3.哪个冲程排出了气缸的废气
新知探究
汽油机
二
想想议议
新知探究
柴 油 机
三
(二)柴油机
新知探究
柴 油 机
三
柴油机的构造和汽油机相似,但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油,因此柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴.柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
9
汽油机的结构:
喷油嘴
进气门
汽缸
活塞
连杆
曲轴
排气门
新知探究
柴 油 机
三
上
柴油机的工作过程
吸气冲程
排气冲程
压缩冲程
做功冲程
进气门 排门
吸入______
进气门 排气门
飞轮转动带动活塞
______能转化为_____能
进气门 排气门
排出废气
进气门 排气门
喷油嘴喷油__________________
______能转化为_______能
打开
关闭
关闭
关闭
关闭
关闭
关闭
打开
空气
机械能
内能
内能
机械能
高温高压燃气推动活塞做功
压缩空气体积很小
温度很高超过柴油的燃点
10
1、结构不同
2、吸气不同
喷油嘴
汽油机
柴油机
火花塞
汽油机
柴油机
汽油
空气
空气
11
新知探究
汽油机和柴油机异同
四
汽油机和柴油机不同点
3、点火方式不同
汽油机
柴油机
区别 汽油机 柴油机
构造
吸入物质
点火方式
用途不同
效率不同
汽油机与柴油机的区别：
总 结
新知探究
汽油机和柴油机异同
四
火花塞
喷油嘴
空气和汽油混合物
空气
点燃式
压燃式
轻便
笨重
小
较高
四个冲程中只有气做功冲程对外做功，其他三个冲程都是要靠飞轮惯性来完成。启动时必须靠外力来启动。
柴油机的启动
12
新知探究
内燃机的启动
五
新知探究
内燃机应用
六
汽油机特点:质量轻、转速高、结构简单。由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机高,因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机,因而可以输出更大的功率、效率高。
由于柴油机工作过程中气体的压强较大,要求各有关零件具有较高的结构强度,因此早期的柴油机比较笨重,主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上,有的地方还用它带动发电机发电。随着近年来柴油机技术的发展，其体积、噪声和污染等方面的问题都逐步得到了解决。
现代汽车
汽车已经成为现代生活中不可缺少
的一部分。燃油汽车由发动机、底
盘、车身和电气设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的内能变为机械能,再通过底盘上的传动
机构,将动力传给车轮,使汽车行驶
(图14.2-6)电气设备的作用主要是
产生电火花以点燃气缸中的可燃气
体、启动发动机时用电机带动飞轮旋转、提供照明等。
图14.2-6汽车的动力系统
新知探究
现代汽车
七
科学世界
随着电子技术的发展,许多燃油汽车已经采用了电子燃油喷射系统.微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机,以提高燃烧效率,减少有害气体的排放,降低燃料的消耗,同时提高发动机的功率.电子技术的应用,使燃油汽车有了更广阔的发展空间.此外,利用电能、氢能等的各种新能源汽车也在快速发展.未来的汽车将更加节能、安全,对环境的影响会更小.
科学世界
新知探究
现代汽车
七
燃油汽车一般采用三缸、四缸或六缸等多缸发动机(图14.2-3所示为四缸发动机),每个气缸都进行四冲程循环,由于各个气缸交替做功,所以发动机运转比较平稳。
练习与应用
.图14.2-7展示的是我国传统的走马灯.点燃底部的蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动纸片小人转动.在这一过程中,不同形式的能量是如何转化的 这一能量转化过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似
.除了飞机、汽车、摩托车，你还知道哪些地方用到了热机？这些热机中哪些是内燃机？
答:点燃蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动小人转动,蜡烛的化学能转化为空气的内能,然后内能转化为机械能,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相似。
答:推土机、压路机、拖拉机、轮船、收割机等。
练习与应用
.在图14.2-8中，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意3图，图中画出了吸气冲程中活塞、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图乙、丙、丁中，分别画出压缩、做功、排气冲程中活塞、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。
.从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中：
(1)哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程？
(2)哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程？
(3)哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程
练习与应用
答:(1)做功冲程. (2)做功冲程. (3)压缩冲程。
解:由图可知,转速表的示数0.75×1000=750r/min，曲轴每转动2圈,完成一个工作循环,对外做功1次。因此,750÷2= 375
答：此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的375次。
.某同学看到爸爸启动汽车时,转速表如图14.2-9所示、转速表的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数,如果汽车用的是四冲程汽油机,请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数.
图14.2-9
.柴油机和汽油机的工作过程有什么相同点 有什么不同点
区别 汽油机 柴油机
构造
吸入物质
点火方式
用途不同
效率不同
汽油机与柴油机的不同点：
火花塞
喷油嘴
空气和汽油混合物
空气
点燃式
压燃式
轻便
笨重
小
较高
汽油机与柴油机的相同点：
练习与应用
答:它们都采用四冲程循环(进气、压缩、做功、排气),都通过燃料燃烧推动活塞做功。
课堂小结
热机
原理
内能转化为机械能
内燃机
汽油机
火花塞
点燃式
吸入空气和汽油混合物
区别
柴油机
喷油嘴
压燃式
只吸入空气
工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
下 课
Thanks!
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展开更多......

收起↑