2023-2024学年沪粤版九年级物理上册课件12.4热机与社会发展(共26张PPT)

(共26张PPT)
第十二章 内能与热机
12.4热机与社会发展
课程要求
1. 了解热机的工作原理。
2. 知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
3. 了解内燃机中燃料燃烧所释放热量的去向。
4. 从能量的转化和转移的角度认识效率。
知识点精讲
1. 热机的种类很多，有蒸汽机、______、_______、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。这些热机的共同特点是将燃料的______能通过燃烧转化为______能，然后通过做功，把______能转化为______能。
知识点1：热机的工作过程
汽油机
柴油机
化学
内
内
机械
2. 汽油机四个冲程的工作特征：
冲程名称 工作示 意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量 转化 说明
吸气冲程 开 关 向下 无 无气缸体积变大，汽油与空气的混合物在_______的作用下进入；依靠飞轮的______完成
大气压
惯性
冲程名称 工作示 意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量 转化 说明
_____ 冲程 关 关 向上 机械能转化为______ 压缩气体做功，内能______，气体温度_____；依靠飞轮的______完成
压缩
内能
增大
升高
惯性
冲程名称 工作示 意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量 转化 说明
_____ 冲程 关 关 向下 内能转化为 ______ ①气体膨胀做功，内能______，气体温度______，对外提供动力；②点火方式为点燃式，利用火花塞产生电火花点燃燃料
做功
机械能
减小
降低
冲程名称 工作示 意图 进气门 排气门 活塞运动方向 能量 转化 说明
排气冲程 关 开 向上 无 废气中含有大量能量和有害气体；依靠飞轮的______完成
惯性
注意：汽油机的1个工作循环内有4个冲程，活塞往返2次，飞轮转动2圈，对外做功1次。
3. 下图所示为四冲程内燃机工作示意图，这4个冲程中活塞和曲轴的位置、进气门和排气门的开闭情况有错误的是(　　)
B
4.如图12-4-1所示流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况。下列对图中①②③④的补充正确的是(　　)
A．①做功冲程、②内能转化为机械能、
③压缩冲程、④机械能转化为内能
B．①压缩冲程、②内能转化为机械
能、③做功冲程、④机械能转化为内能
C．①做功冲程、②机械能转化为内能、③压缩冲程、④内能转化为机械能
D．①压缩冲程、②机械能转化为内能、③做功冲程、④内能转化为机械能
D
5. 如图12-4-2所示，A、B、C、D图是四冲程汽油机的工作示意图，E、F图是演示实验的示意图。C图是_____冲程，与它原理相同的是_____图所示的演示实验。汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是_____图。（后两空均填字母）
做功
F
B
6. 如图12-4-3所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出。
（1）在这个过程中，燃料燃烧时的能量转化情况是________________________，能量传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去时实现能量转化。
（2）这个实验基本反映出了热机的工作
原理，即可以利用_____能对外做功，
它与汽油机的_____冲程的原理相同。
化学能转化为内能
内
做功
思路点拨：汽油机的4个冲程中只有2个冲程伴随有能量的转化。压缩冲程中活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩，内能增大，温度升高，活塞的机械能转化为混合气体的内能；做功冲程中，火花塞冒出电火花，将混合气体点燃，混合气体剧烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞运动，燃气的内能转化为活塞的机械能。
易错辨析：辨识冲程要同时考虑两个因素：①两个门的关闭、开启情况；②活塞的运动方向导致气缸内的气体体积变大还是变小。要特别关注曲轴的转动方向对活塞运动方向的影响。
7. 柴油机与汽油机的区别：
知识点2：柴油机
内燃机 不同点
个别构造 使用燃料 吸入的物质 点火 方式 主要
特点
汽油机 气缸顶部是火花塞 ______ 汽油和空气的混合物 点燃式 轻巧，效率为20%～30%
柴油机 气缸顶部是喷油嘴 ______ 空气 压燃式 笨重，效率可达45%
汽油
汽油
8. 下列关于汽油机与柴油机的说法中不正确的是
（　　）
A. 在做功冲程中都是把内能转化为机械能
B. 汽油机与柴油机使用的燃料不同
C. 构造上，汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞
D. 吸气冲程中，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，柴油吸入气缸的是空气
C
9. 热机工作时，用来做________的能量与燃料
_________放出的能量之比，叫做热机的效率。
10. 减少热机排放出的____________，控制废气的______________，已成为热机发展与环境保护的主要举措。
知识点3：热机效率与环境保护
有用功
完全燃烧
有害物质
排放总量
11. 如图12-4-4所示是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是(　　)
A. 25%
B. 35%
C. 40%
D. 75%
B
12. 【科学推理】有甲、乙两台柴油机，在相同的时间内，它们所做的有用功之比是5∶4，消耗柴油的质量之比是3∶2，那么它们的效率之比是（　　）
A. 15∶8 B. 5∶6
C. 6∶5 D. 1∶1
B
13. 关于热机效率，下列说法正确的是(　　)
A. 热机的效率越高说明做功越快
B. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高
C. 采用热值高的燃料一定能提高热机的效率
D. 热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多
B
思路点拨：热机的效率是热机用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。即做同样多的有用功，消耗的油越多，效率越低；消耗相同的油，做的有用功越多，效率越高。
易错辨析：热机的效率大小由比值大小决定，单独说有用功的大小或燃料完全燃烧放出的热量大小没有意义。功率与效率没有关系，功率是表示物体做功快慢的物理量。
课堂巩固
1. 在热机的做功冲程中，能量的转化过程是(　　)
A. 内能→化学能→机械能
B. 化学能→内能→机械能
C. 化学能→机械能→内能
D. 内能→机械能→化学能
B
2. 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，图12-4-5所示是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是
(　　)
A. 甲冲程是排气冲程
B. 乙冲程是把机械能转化为内能
C. 丙冲程是把机械能转化为内能
D. 丁冲程是吸气冲程
C
3. 图12-4-6所示为内燃机能量流向图。以下有关热机的说法正确的是(　 　)
A. 使燃料燃烧更充分，可以增大其热值
B. 该热机效率一般大于80%
C. 增大该热机工作时间，热机效率
并不会增加
D. ②处应填“废气带走的能量”
C
4. 演示点火爆炸的实验装置如图12-4-7甲所示,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功,燃气的_____能转化为盒盖的_______能。如图12-4-7乙、丙所示是四冲程汽油机的两个冲程,其中与点火爆炸演示实验的能量转化过程相同的是_____
(填“乙”或“丙”)图。
内
机械
丙
5. 如图12-4-8为热机工作时的几个冲程，分别指出A、B、C、D各属于什么冲程
A：____________；
B：____________；
C：____________；
D：____________。
做功冲程
吸气冲程
压缩冲程
排气冲程
谢 谢