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九年级上册
RJ
第14章
第1节
热机
1.了解可以利用内能来做功，知道热机的概念，知道
内燃机是热机的一种。
2.了解四冲程汽油机和柴油机的构造。
3.了解内燃机各冲程的工作状态和能量转化。
同学们知道跑车为什么能大展神威吗？
蒸汽机带来一场革命——第一次工业革命！
瓦特改进了蒸汽机
内燃机——第二次工业革命到来！
早期内燃机
早期拖拉机
内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、农用拖拉机、潜艇、坦克等等。
知识点1
热机
实验探究：内能与机械能的转化
在一个试管中装一些水，用软木塞塞住。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象？你想到了什么？
知识点1
热机
实验探究：内能与机械能的转化
在一个试管中装一些水，用软木塞塞住。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象？你想到了什么？
现象：塞子被试管内的热气推出，试管口有“白雾”生成。
想一想：水蒸气将塞子冲出时能量如何转化？
水蒸气的内能
塞子的机械能
如果把试管变成汽缸，把水换成燃料，燃料在汽缸内燃烧，形成高温高压的气体推动活塞做功，便是内燃机
特别提醒：
分析本实验注意以下三点：
1.
实验中的能量转化过程：
(1)
酒精燃烧：化学能转化为内能；
(2)
冲开塞子：内能转化为机械能。水蒸气对塞子做功时，塞子机械能增加，而水蒸气本身的内能减少。
2.实验中的能量转移过程：高温燃气→试管→管内的水和水蒸气。
3.实验过程中的物态变化过程：汽化和液化。
特别提示：
内能的两种应用：
利用内能加热：内能可以直接用来加热物体，物体获得内能后，温度会升高，其实质是能量的转移过程，如烧水等。
利用内能做功：使内能转化为机械能，其实质是能量的转化过程，如小汽车利用燃料燃烧释放的内能来推动汽车运动等。
下列关于如图所示实验的说法，错误的是(
)
A.试管口出现的白雾是液化的结果
B.该实验基本能反映热机的工作原理
C.木塞冲出的过程中机械能转化为内能
D.该实验可以说明做功能改变物体的内能
C
内能转化为机械能
热机：利用内能转化为机械能做功的机器，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等
蒸汽机车
内燃机
火电站的汽轮机
喷气发动机
内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机
常见的内燃机：
汽油机
柴油机
知识点2
汽油机
1.
构造
汽缸
火花塞
进气门
排气门
连杆
活塞
曲轴
2.
工作原理
2.
工作原理
汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的气体，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动。
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
3.
工作过程
点火方式：点燃式
吸气
压缩
做功
排气
吸气
压缩
做功
排气
吸气冲程
1.进气门、排气门是什么状态？
2.活塞向哪个方向运动？
3.吸进的是什么物质？
进气门打开，排气门关闭
向下运动
汽油和空气的混合物
压缩冲程
1.进气门、排气门是什么状态？
2.活塞向哪个方向运动？
3.发生了什么能量转化？
进气门关闭，排气门关闭
向上运动
机械能转化为内能
做功冲程
1.进气门、排气门是什么状态？
2.火花塞有什么作用？
3.活塞向哪个方向运动？
4.发生了什么能量转化？
进气门关闭，排气门关闭
火花塞用于引燃汽缸内的油气混合物
向下运动
内能转化为机械能
排气冲程
1.进气门、排气门是什么状态？
2.活塞向哪个方向运动？
进气门关闭，排气门打开
向上运动，把废气排出气缸
汽油机工作循环小结
A.吸气冲程：吸进汽油与空气的混合物。
B.压缩冲程：燃料混合气体被压缩，温度升高、压强增大。〔此冲程将机械能转化为内能〕
C.做功冲程：(1)点火方式：点燃式
(2)原理：混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功。
〔此冲程将内能转化为机械能〕
D.排气冲程：排出废气，为下一个工作循环做准备。
⑴在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其
它三个冲程称为辅助冲程，要靠飞轮的惯性来完成，所以汽油机在开始工作时要靠外力带动。
⑵把四个冲程称为一个工作循环。
⑶一个工作循环活塞往复两次，曲轴转动两转，对外做一次功，飞轮转动两圈。
汽油机工作循环的理解
汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是________冲程，在该冲程中的能量转化是_______________________。
做功
内能转化为机械能
火花塞打火
1.进气门、排气门是什么状态？
2.活塞向哪个方向运动？
3.排出的气体与吸进的气体具有的内能是否相同？
排气冲程
进气门关闭，排气门打开
向上运动
不同，排出的气体具有的内能多
2.汽油机一个工作循环包括____冲程，活塞往复____次，曲轴转动____圈，与曲轴相连的飞轮也转____圈，做功____次。有____次能量转化。
1.汽油机工作的四个冲程中，只有____________气体对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的____________来完成。必须靠外力来启动。
做功冲程
飞轮的惯性
4
2
2
1
2
2
记为“42221”
如图所示，是汽油机工作时的四个冲程，其中会对外做功的是（　　）
D
C
B
D
A
做功冲程
如图甲、乙、丙、丁是单缸汽油机一个工作循环的四个冲程。以下说法不正确的（　　）
A．图乙冲程是靠飞轮的惯性来完成的
B．图丙冲程吸入的物质是汽油和空气的混合物
C．图甲是压缩冲程，机械能转化为内能
D．图丁是做功冲程，内能转化为机械能
丙
乙
丁
甲
C
排气冲程
无能量转化
知识点3
柴油机
1.
构造
2.
柴油机的工作原理
柴油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的气体，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动
柴油机总体结构和工作原理与汽油机十分相似，但内部结构与工作流程上仍有区别
3.
柴油机的工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
进气门打开
排气门关闭
活塞向下运动
吸入空气
压缩冲程
进气门关闭
排气门
关闭
活塞向上运动
汽缸内的空气被快速压缩，温度急剧上升至柴油燃点
该冲程中机械能转化为内能
做功冲程
进气门关闭
排气门
关闭
活塞向下运动
喷油嘴喷出雾状
柴油，遇到高温
空气后剧烈燃烧，
推动活塞向下移
动，对外做功
该冲程中内能转化为机械能
排气冲程
进气门关闭
排气门打开
活塞向上运动
排出废气
柴油机和汽油机的区别与联系
相同点：
都是燃料在汽缸内燃烧，都是将内能转化为机械能的装置，都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次，启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来.
不同点：
内燃机
项目
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
构造
工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸入汽油和空气的混合物
吸入纯净的空气
压缩程度较小
压缩程度较大
点燃式
压燃式
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
小汽车和小型农业机
械、低速飞机等
载重汽车、
拖拉机、火车、轮船等
汽油机和柴油机的优缺点
汽油机
质量小
体积小
噪音小
输出功率低
柴油机
质量大
体积大
效率高
输出功率高
现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机，每个汽缸都进行四冲程循环，交替做功保证动力平稳。
A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机汽缸顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合物吸入汽缸
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开
D．汽油机在做功过程中，把内能转化为机械能
D
关闭
互换
关于热机，下列说法正确的是（　
　）
内能转化为机械能
热机
应
用
蒸汽机
汽轮机
内燃机
喷气发动机
汽油机柴油机
机体构造
工作流程
能量转化
1.
如图甲所示是四冲程汽油机工作过程中的一个冲程，对该冲程的叙述错误的是（　　）
A．能量转化是机械能转化为内能
B．能量转化情况与图乙水蒸气对木塞做功时情况相同
C．该冲程是做功冲程
D．汽缸内燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体
A
做功冲程中
内能转化为机械能
2.
如图所示为生活中常用的热水瓶，注入一定量的沸水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来。内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同（
）
C
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
内能转化
为机械能
3.
某单缸四冲程汽油机铭牌上标有“3000r/min”，则以下说法不正确的是（　　）
B
A．在压缩冲程中，是机械能转化为内能
B．在工作过程中，汽油机每秒钟完成200个冲程，做功50次
3000r/min
=
50r/s，飞轮每秒转50圈，则代表该
汽油机完成25个工作循环，100个冲程，做功25次
C．只有在做功冲程内燃机才会对外做功
D．汽油机和柴油机的点火方式不同
4．【2020?镇江】某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是(　　)
【点拨】汽油机压缩冲程结束后，下一个冲程是做功冲程。C图中汽油机两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程。
C
5．(2020·广元)汽油机工作时将燃料燃烧时产生的________能转化为________能，一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是4
800
r/min，该汽油机每秒对外做功________次。
【点拨】热机就是利用燃料燃烧时产生的内能来做功的机器，工作时把内能转化为机械能；单缸四冲程汽油机的飞轮转速是4
800
r/min＝80
r/s。因为一个工作循环转2圈，完成4个冲程，做功一次，所以每秒完成40个工作循环，完成160个冲程，做功40次。
内
机械能
40

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