资源简介

热
机
【学习目标】
1.了解四冲程汽油机的基本工作原理．
2.从能量转化的角度认识燃料的热值．
3.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．
4.
通过能量的转化和转移，认识热机效率．
重点：汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值．
难点：热机中的能量转化及损失，了解热机效率．
【学习过程】
一、自主学习，合作探究：
1、观察图16.4-1的实验并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化情况。
思考:（1）看到什么现象？
（2）木塞被顶开，是谁对它做了功？
（3）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？
（4）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？
（5）在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？
上面的装置就是一个简单原始的热机。
热机是把
转化为
的机器，如：
、
、
等。
2、汽油机
（1）汽油机是利用
作燃料来工作的。
项目四冲程
气门开合
活塞运动
能量转化
吸气冲程
进气门
排气门
向
运动
冲程
进气门
排气门
向
运动
能转化为
能
做功冲程
进气门
排气门
向
运动
能转化为
能
冲程
进气门
排气门
向
运动
（2）了解内燃机的构造（3）工作过程
依据柴油机模型，观察、填写、汇报，并找出不同之处：
（1）柴油机是利用
作燃料来工作的。
（2）构造的不同之处。（3）工作过程的不同之处：吸入气体的不同
汽油机
柴油机
点燃方式
汽油机
柴油机
；柴油机比汽油机压缩气体的程度
（高或低）。
小结：一个工作循环有
个冲程，飞轮转动
周，对外做功
次，活塞往复
次，第
个冲程对外做功，其他冲程靠飞轮的
惯性
完成。
看课本P18\19页研究内燃机结构及工作原理
(1)汽油机（最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机）
①构造：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
②工作原理。内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程
开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程
活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程
压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程
做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
③能的转化。
汽油机开动前，通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。
(2)柴油机
柴油机与汽油机有共同的地方，也有不同之处。
①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程
②柴油机与汽油机的不同点：
构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴；
工作过程上：吸入的气体不同（汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的只是空气）；
压缩情况不同（问：柴油机压缩气体体积比汽油机要小得多。所以压强更大，温度更高，这个温度早已超过了柴油的燃点）；
点火方式不同（汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式）；
用途方面不同：柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。
当堂练习（测）
1、下列说法正确的是（
）
A、炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块不具有内能
B、汽油机工作时，在压缩冲程中内能转化为机械能
C、汽车发动机用水作为冷却物质，是因为水的比热容较大
D、“尘土飞扬”是分子在做无规则运动
2、四冲程内燃机工作时，做功冲程的前一个和后一个冲程分别是（
）冲程
A、吸气、排气
B、吸气、压缩
C、压缩、排气
D、排气、压缩
3.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是
（
）
A.吸气冲程?
B.压缩冲程?
C.做功冲程?
D.排气冲程?
4、关于热机，下列说法正确的是(
)
A．随着科学技术的发展，热机的效率可达到100％
B．四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
C．柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率
D．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
5、热机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中将内能转化为机械能的是________冲程.
6、小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中正确的是（
）
A．在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能
B．电风扇正常工作过程中，电能主要转化为内能
C．电热水器工作过程中，内能转化为电能
D．跳水运动员在空中下落的过程中，动能转化为重力势能
7、一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r／min，该汽油机每秒钟内完成_____个冲程，做功______次
8、汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过
方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为水的
。
9、单缸汽油机工作的四个冲程中,将内能转化为机械能的是_________冲程,主要利用惯性来工作的冲程有____________、______________、________________..
10、汽油机的工作的四个冲程为:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、
排气冲程,如图1所示为________________冲程,在压缩冲程中,
活塞压缩气体做功,气体的内能_________(填增大或减小)
___________能转为气体的内能.
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