12.4《热机与社会的发展》 2021-2022学年沪粤版物理九年级上册(共30张PPT)

(共30张PPT)
第四节
热机与社会发展
十二章
目录
01
02
03
04
05
课前预习
旧知复习
课堂导入
汽油机
柴油机
课前预习
1.热机是把
能转化为
机械
能的机器，常见的热机有
、
、
。
2．汽油机的四个冲程包括：
、
、
、
。
3.汽油机在压缩冲程中，将
能转化
能；在做功冲程将
能转化
能。
4．关于热机效率，下列说法中正确的是
(
)。
A.热机做的有用功越多，效率一定越高
B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高
C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率就一定越高
D.热机做功越快，效率一定越高
内
蒸汽机
汽油机
柴油机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
机械
内
机械
内
C
旧知复习
如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住试管口，放到酒精灯上加热，使水沸腾起来，可观到：
，是如何实现从内能向机械能转化的？
结论：燃料燃烧，化学能转化为内能，内能通过热传递的方式传递给工作物质，工作物质的内能增加，温度升高，推动活塞对外做功，把内能转化为机械能。
水蒸气把木塞冲出
课堂导入
生活中热机
生活中有哪些热机的运用？
热机给人类生活带来了哪些方便？
热机是怎么工作的呢？
热机有哪些种类？
思考
生活离不开热机
讨论
你们了解热机的工作原理吗？
他们有什么共同特点？
探究新知-观察
生活中热机
生活离不开热机
喷气发动机
火箭发动机
柴油机
汽油机
燃气轮机
蒸汽机
各种各样的热机
蒸汽机
汽油机
柴油机
喷气发动机
探究新知-思考
燃气轮机
火箭发动机
共同特点：
燃烧
推动
化
学燃
料
高
温气
体
机
械
运
动
探究新知-归纳小结
燃料的化学能
内能
机械能
燃烧
对外
做功
热机是一种将燃料燃烧时化学能转化为内能，然后通过做过，把内能转化为机械能的机械。
热机中能量的转化
汽油机
定义：用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。
火花塞
点火装置，能产生电火花使燃料混合物猛烈燃烧
气缸
汽油在汽缸的顶部燃烧而产生高温、高压燃气
排气门
燃料燃烧后废气的出口
连杆
连杆跟活塞相连
曲轴5
曲轴与飞轮相连，曲轴带动飞轮转动
活塞
在汽缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能
进气门
汽油和空气形成的燃料混合物的进口
主要部件及作用
实物图介绍
内燃机的冲程
冲程:
活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程(也叫“行程”)
汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程(也叫“行程”)．常见的汽油机要能正常工作，必须连续完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环往复进行下去
汽油机的工作原理-吸气冲程
汽油和空气
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
汽油机的工作原理-压缩冲程
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
机械能
内能
转换
汽油机的工作原理-压缩冲程
做功冲程
在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动并通过连杆带动曲轴转动
进气门和排气门都关闭燃气推动活塞向下运动
机械能
内能
汽油机的工作原理-排气冲程
排气冲程
进气门关闭，排气门打开
活塞向上运动，
把废气排出气缸
燃烧后的废气
汽油机的工作原理-整体概览
吸气冲程
吸气冲程
吸气冲程
吸气冲程
汽油机工作时，四个冲程周
而复始的循环，这四个冲程叫一个工作循环
汽油机的工作原理-总结
在汽油机的一个工作循环中，活塞来回往复两次，曲轴转动两周,对外作功一次。
在压缩冲程中,是机械能转化成内能,在做功冲程中,是内能转化为机械能。
能的转化:
在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成
内燃机启动：内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
汽油机运用：汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
汽油机的工作原理-讨论
1、汽油机在工作时，（活塞）在汽缸里做往复运动，（活塞）从气缸的一端运动到另一端叫做一个
（冲程）。一个循环有（吸
气冲程）（压缩冲程）、（做功冲程）、（排气冲程）四个冲程。
2、填表
柴油机工作原理-初识
柴油机是以柴油为燃料的内燃机，常用在载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械上。
思考
１.柴油机的构造
２.柴油机工作原理
3.汽油机与柴油机的异同点
柴油机工作原理
工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，空气进入气缸
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强增大，温度升高，该冲程末，缸内空气的温度已经超过柴油的燃点
从喷油嘴喷出雾状柴油，柴油遇到热空气立即燃烧起来，高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸
机械能
内能
汽油机与柴油机的异同点（1）
汽油机与柴油机的异同点（2）
汽油机
柴油机
不同点
燃料
汽油
柴油
结构
火花塞
喷油嘴
吸气冲程
吸入的是汽油和空气的混合气体
吸入的是空气
压缩冲程
气压、温度相对较低
气压、温度相对较高
点火方式
点燃式
压燃式
相同点
工作循环
都有四个冲程
能量转化
（1）压缩冲程：机械能转化成内能
（2）做功冲程：内能转化成机械能
活塞、曲轴运动
每一个工作循环，活塞往复两次，
曲轴转动两周，对外做功一次。
优缺点
汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。
但两者都带来了废气和噪声污染。
热机的效力计算(自主学习)
1.讨论交流：使用任何机械都存在效率问题，那么热机的效率是怎样的呢？
η=
Q有用
Q完全
2.热机效率：
热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比
燃料不完全燃烧
燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放
机械传热
机械传热损失一部分能量
摩擦消耗
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
废气带走
废气排出带走的能量
01
02
03
04
热机中燃料释放能量的主要走向示意图(自主学习)
热机真正转变为对外做功的部分
做功部分
思考(自主学习)
如何提高热机的效率？
(1)使燃料充分燃烧.
(2)尽量减少各种热损失.
(3)在热机的设计和制造上，采用先进的技术.
(4)使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减
小因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
热机与环境(自主学习)
1、热机排放的尾气含有哪些有害物质？对我们的生产和生活有何危害？
2、如何减小热机废气污染？
废气含有铅、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳等有害物质。
①废气污染：废气温度高于环境温度，有害于人类健康和动植物的正常生长，产生的酸雨有害于农、林、渔业。
②噪声污染：热机以及热机带动的机器产生的噪声是环境污染的又一方面。
(1)减少热机废气中的有害物质，如使用无铅汽油；
(2)控制废气排放的总量；
(3)充分开发、利用污染少和无污染的能源，如使用太阳能汽车；
(4)在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染.
课堂小结
通过本节课，你学到了什么？
一、热机的特点及种类
二、汽油机结构和工作原理
三、热机与环境
课堂板书
12.4热机与社会发展
一、热机
1．概念：把内能转化为机械能的装置．
2．分类：蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机．
二、汽油机
1．构造
2．工作原理
三、柴油机
1．构造
2．工作原理
四、热机效率
热机效率的计算公式、提高热机效率的途径
五、热机与环境
1．热机造成的环境污染
2．减少热机造成的环境污染的措施
随堂练习
1、热机工作时能量的转化过程是将燃料燃烧时的(
)能转化为(
)能，又通过做功把(
)能转化为(
)能。
2、汽油机有（
）、（
）、（
）（
）四个冲程。
3、在汽油机的一个工作循环中，进气门和排气门均关闭的冲程（
）。
A、吸气冲程和压缩冲程
B、压缩冲程和做功冲程
C、做功冲程和排气冲程
D、吸气冲程和排气冲程
4、如图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（　
　）。
A．乙、甲、丙、丁　　　　
B．甲、乙、丙、丁
C．乙、丁、甲、丙　　　　
D．甲、丁、乙、丙
化学
内
内
机械
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
B
A
随堂练习
5、内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能变化的情况是（
）。
A、温度降低，内能减小
B、温度不变，内能不变
C、温度升高，内能增大
D、温度降低，内能增大
6、内燃机在压缩冲程中，活塞向上运动压缩混合气，此时气体的温度和内能变化的情况是（
）。
A、温度降低，内能减小
B、温度不变，内能不变
C、温度升高，内能增大
D、温度降低，内能增大
A
C
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