(共28张PPT)
第1节 热机
第十四章 内能的利用
义 务 教 育 教 科 书
物理 九年级 全一册
从镰刀到联合收割机
从帆船到远洋巨轮
从马车到小轿车
你想到了什么？
在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象？你想到了什么？
现象：
塞子被试管内热气推出，试管口有“白雾”生成。
实验探究
你能说出在这一过程中能量如何转化呢？
2、水蒸汽对活塞做功，又将内能转化成机械能，从而使活塞获得了动力。
1、酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸汽的内能；
这个实验，展示了人类利用内能的过程
●根据这个实验原理，瓦特在1782年发明了往复式蒸汽机，这种蒸汽机在之后的一百多年里对工业的发展起了极其重要的作用。
●如果把试管变成汽缸，把水换成燃料，让燃料在汽缸内燃烧，形成高温高压的燃气来推动活塞做功，便产生了内燃机，如右图。
像这种能够将内能转化为机械能的机器统称为热机。
燃气
废气
实验启示
自学P19页—20页的课本知识，探讨下面的问题。
一、自主完成
1、热机是将 能转化为 能的机械。
2、热机的种类有 、 、 、 等。其中 是最常见的热机。
3、燃料在 燃烧的热机叫内燃机。
4、内燃机的种类有 机和 机。
5、理解两个名词概念。
（1）什么叫一个冲程；（2）什么叫一个工作循环。
6、内燃机是由 、 、 、 四个冲程组成的。
自主质疑
②工作原理。（观看汽油机的模型，结合书本了解它的工作原理）
第一冲程是什么冲程？该冲程中汽油和空气的混合物为什么会进入气缸？活塞由哪端向哪端运动？
第二冲程是什么冲程？该冲程中活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？该冲程末产生什么结果？
第三冲程是什么冲程？该冲程中汽油机是利用什么方式点火？该冲程是什么能向什么能转化？
第四冲程是什么冲程？该冲程有什么作用？
合作研讨
二、小组研讨完成
通过汽油机模型，结合自学，小组相互协作探讨认识汽油机
构造（知道名称的同时，要能了解各部分的功能）
合作研讨
讨论分析，在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？分别是什么能转化为什么能？只有哪个冲程获得动力？其余的三个冲程是靠什么完成的？哪个冲程排出了汽车的尾气？
合作研讨
冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
小组展示
热机的种类：
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气式发动机
内燃机
（一）内燃机的定义：
（二）内燃机的种类：
燃料在气缸内部燃烧的热机
汽油机、柴油机
汽油机
柴油机
汽油机的工作原理：
几个名词：
1、一个冲程：
2、一个工作循环：
活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。
把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。
吸气
压缩
做功
排气
内燃机的
冲程和工作循环
汽油机的工作过程：
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
汽油机的结构：
汽油机工作原理
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，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
1 吸气冲程
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。
2 压缩冲程
在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。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。
3 做功冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
4 排气冲程
工作原理小结
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：⑴点火方式：点燃式
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。
比一比
坦克、轮船上使用的是柴油机，柴油机是如何工作的，它的构造又如何呢？找出柴油机和汽油机在构造上、工作原理上的相同点和不同点。
汽油机
柴油机
1.吸气冲程
2.结构
3.点火方式
4.应用
小结
⑴、 在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其 他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。
①汽油机的一个工作循环是排气,吸气,压缩,_______这四个冲程组成的,其中能将机械能转化为内能的冲程是_________冲程。
②汽油机吸入气缸的物质是: ( )
A.汽油 B.空气 C.汽油与空气混合物 D.柴油
③克服摩擦力做功，或压缩气体做功而使物体的内能增加，这时是将_________能转化为_________能。气体膨胀对外做功使物体的内能减少，这时是将_________能转化为_________能。
④判断下列属于排气冲程的是（ ）。
做功
压缩
机械
内
内
B
机械
C
达标练习
一、填空题 1.热机是把_______能转化为_______能的机器。
2.内燃机的特点是：燃料在__________燃烧，生成_______的燃气，燃气推动活塞_______，将_______能转化为_______能。 3.内燃机的工作过程由_______、_______、_______、_______四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_______冲程，将内能转化为机械能的是_______冲程。
考考你
二、选择题 4.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 5.在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（ ）(共19张PPT)
第3节 能量的转化和守恒
第十四章 内能的利用
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物理 九年级 全一册
神奇的饮水鸟
一、常见的能量有那些形式呢？
机械能（动能、重力势能、弹性势能）；
内能（热能）、磁能、原子能（核能）；
生物能、潮汐能、地热能、风能、水能、太阳能等等。
二、能量转化
自然界中的各种现象都是互相联系的。可以从能的角度反映这种联系。
能量可以从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式。
在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化。
想想做做
1.来回迅速摩擦双手。
2.黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下。
3.将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。
4.用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。
机械能转化为内能
光能转化为内能
光能转化为电能
机械能转化为电能
太阳能转化为化学能
化学能转化为内能
电池充电
电能转化为化学能
想想议议
减少的机械能到哪里去了？
答： 因为小球跟空气和地面摩擦，一部分的机械能转化为内能。
科学家经过长时间的探索，发现自然界的各种现象不是孤立的，而是互相联系的，直到19世纪，才确立了这个自然界最普遍的定律——能量守恒定律。
三、能量守恒定律
能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
四、定律应用
⑴ 从能量转化和转移的角度认识效率。
例：请从能量转化的角度具体说明以下效率
的意义。
某太阳电池工作的效率是16%。
某电动机工作的效率是83%。
为了满足生产对动力日益增多的需要，历史上有不少人都想设计一种不消耗任何燃料或动力，却能不断地对外做功的机械，人们称之为永动机。
阅读“想想议议”和图14.3-3，
并分析它能否像设计者认为的
那样动起来。
（2）永动机
能量守恒定律的重要性和普遍性
（1）能量守恒定律反映了自然现象之间的普遍联系。
自然界中的物质存在相互联系、相互作用。能量守恒定律揭示和反映了这种普遍联系，使自然科学工作者有了共同语言，取得了一系列重大成就。这一定律被恩格斯称为“伟大的运动定律”，与细胞学说、进化论一起，被誉为十九世纪自然科学的三大发现。
（2）能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。能量守恒定律是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。
吸收周围空气的热量，使管内低沸点液体蒸发，气压将剩余的液体压入头部的容器——这部分液体重力势能增大，这样鸟就低头，也就是空气内能转化成液体重力势能，再转化成小鸟的动能，最后又回到热能。(共23张PPT)
第2节 热机的效率
第十四章 内能的利用
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物理 九年级 全一册
飞机的动力来自什么
日常生活中常用到的燃料有哪些？
蜂窝煤
晾干的树皮
藏家牛粪
酒精块
南京大学历时5年研制江苏首辆氢能源微型电动车
2010-12-09 17:45:39
来源：江苏新闻网
天燃气
燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
①这些燃料有什么共同特点吗？有什么不同点吗？
②它们燃烧时放出的能量是从哪来的？
燃料都有可燃性、燃烧时释放能量。
③用这些燃料分别去烧开同一壶水，所用的时间和消耗的质量相同吗？这能说明什么问题呢？
干木柴
烟煤
汽油
约2.8Kg
约1.16Kg
约0.73Kg
说明：
不同燃料燃烧释放的能量不同
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。
在物理学中，把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
单位： J/kg （J/m3）
固体和液体燃料
气体燃料
同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同．它反映的是燃料的特性，其大小与燃料质量大小、是否完全燃烧、放出的热量大小无关，但在数值上等于一定质量的燃料完全燃烧放出的热量（Q）与其质量（m）的比值．
Q放=mq
q=Q放/m或
几种燃料的热值（焦/千克）
氢1.4 ×108
汽油4.6 ×107
酒精3.0×107
柴油4.3 ×107
煤气(约)3.9 ×107
煤油4.6 ×107
沼气1.9×107
烟煤(约)2.9 ×107
无烟煤(约)3.4 ×107
焦炭3.0 ×107
木炭3.4 ×107
干木柴(约)1.2 ×107
(J/m3)
(J/m.3)
①煤气的热值及其物理意义？
②2m3煤气完全燃烧放出的热量约为多少J？
1.煤气的热值是3.9×107J/kg,它的物理意义是____________________。完全燃烧2kg的煤气，能放出________J的热量
2.三口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗量为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg，这四种燃料燃烧的热值最高的是（ ）
A．液化石油气 B．煤气
C．烟煤 D．木柴
3.关于燃料的热值，以下说法中正确的是（ ）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B.容易燃烧的燃料热值一定大
C.一罐液化气使用一半后，热值也减为原来的一半
D.煤的热值大于干木材的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木材放出的热量多
为什么炉渣颜色有的黑有的白？靠近炉灶有什么感觉？
不能完全燃烧
热，温度比周围高
放出来的热量比按热值计算的小
有效利用的热量比放出来的小
炉子的热效率
有效利用的热量
燃料完全燃烧放出的热量
=
在内燃机中燃料是否完全燃烧？
燃烧释放的能量都到哪里去了？
燃气内能
热传递散失
废气释放
做有用功的机械能
摩擦做功
热机的效率
做有用功的能量
燃料完全燃烧放出的热量
=
蒸汽机的效率6％～15％
汽油机的效率20％～30％
柴油机的效率30％～45％
热机的效率是热机性能的重要指标
热机效率越高，做功相同时，消耗的燃料就越少
怎样提高热机的效率？
使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失（设法利用废气的能量——热电厂）；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克
服摩擦阻力而额外消耗的能量。
燃气内能 = 散热损失能量 + 机械损失能量 + 有用机械能
（废气释放能量）（克服摩擦）
1.热机是把 能转化为 能的机械，在热机里，转变为 的能量和燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
2.如何提高热机效率，是减少能源消耗的重要问题，要提高热机效率，其主要途径是减少热机工作中的各种 损失，其次是保证良好的 ，减少机械损失。
3.为节约能源需提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是
A、尽量使燃料充分燃烧 B、尽量增加热机的工作时间
C、尽量减少废气带走的热量 D、尽量减少热机部件间的摩擦
柴油机
蒸汽机
燃气轮机
汽油机
空气喷气发动机
火箭喷气发动机
外燃机
内燃机
喷气式发动机
轻便
效率高
更轻便
功率大
即将告别舞台的蒸汽机车
蒸汽轮机
有五层楼高
涡轮（喷气）发动机
火箭发动机
世界上消耗燃料最低的汽车Pac-Car.
各小组以调查为基础写一篇小论文《我家的供热》。
