14.1 热机(共28张PPT) 2022-2023学年上学期人教版九年级物理全一册

(共28张PPT)
第十四章 内能的利用
第1节 热机
九年级物理全一册
目标呈现
1.知道热机的概念，了解热机的工作原理。
2. 了解汽油机的构造和工作过程。
3.了解柴油机的构造和工作过程。
复习 导入
1.复习提问：
1.什么叫机械能？
2.什么叫做物体的内能？
3.改变物理的方法有几种？分别是什么？
2.问题深化：
（1）冬季用的暖手宝是什么能转化成了什么能？
（2）推动火车、火箭 水火箭的能量来自哪里
2. 利用内能做功
1. 利用内能加热
内能的利用：
新课导入
在生活中，人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械 热机.
蒸汽机车
内燃机机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
知识讲解
知识讲解
一、常见热机种类及原理:
1、观察图片
2.热机的实质
利用内能做功的机器。其实质是将内能转化机械能。
瓦特
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于1世纪发明的汽转球。
瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机做出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。
其实，瓦特观察水壶的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。
知识讲解
实验视频
知识讲解
二、热机原理及实验
水沸腾后：
现象:软木塞______;
______有“白气”产生.
冲出
管口
分析:
________ 对木塞做功,内能 ____, 温度______ ________成小水珠.
水蒸气
减小
降低
液化
能量转化：_______转化为______。
内能
机械能
知识讲解
二、热机原理及实验
塞子冲出的过程中，能量的转化：
燃料的_____能
水蒸气的_____
塞子运动的______;
热机的能量转换：
燃料的______能
_____
_______；
做功
燃烧
化学
内能
机械能
化学
内能
机械能
知识讲解
三、内燃机
1、工作原理：
2、分类：
燃料在_____内燃烧，产生高温高压的气体对活塞_____。
______和__________两种 。
汽缸
做功
汽油机
柴油机
知识讲解
汽油机
（燃料是汽油）
1、观察图回答汽油机的构造：
上部有 和 ，
顶部有 。
主体是 ，内有 ,它通过 与 相连。
知识讲解
冲程：
活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
飞轮/
知识讲解
1、汽油机的工作原理
吸气冲程：
进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。
2. 工作过程
第1冲程——吸气冲程
知识讲解
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。内能增大，温度升高。
能量转化：
机械能转化为内能。
2. 工作过程
第2冲程——压缩冲程
知识讲解
做功冲程：
在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
能量转化：
内能转化为机械能。
做功冲程是使汽车获得动力的冲程。
2. 工作过程
第3冲程——做功冲程
知识讲解
排气冲程：
进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
2. 工作过程
第4冲程——排气冲程
知识讲解
1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。
知识讲解
4 2 2 1 2
4个冲程
1个工作循环有：
活塞上下往复运动2次
曲轴转动2圈
对外做功1次
2次能量转化
知识讲解
四、柴油机
1. 构造
喷油嘴
知识讲解
2. 工作过程——吸气冲程
吸气冲程：
进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，将空气吸进气缸。
知识讲解
2. 工作过程——压缩冲程
压缩冲程：
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。
能量转化：
机械能转化为内能。
知识讲解
2. 工作过程——做功冲程
做功冲程：
在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到空气立即猛烈燃烧，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。
能量转化：
内能转化为机械能。
知识讲解
2. 工作过程——排气冲程
排气冲程：
进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
知识讲解
3. 汽油机和柴油机的区别
内燃机 汽油机 柴油机
构造
一个工作循环 吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
主要特点
适用范围
火花塞
喷油嘴
汽油和空气的混合物
空气
压缩程度大
压缩程度小
点燃式
笨重、效率较高
轻巧、效率较低
排出废气
排出废气
压燃式
载重汽车、拖拉机、火车、轮船等
汽车、飞机、小型农业机械
知识讲解
小 结
知识点梳理
一、热机
1. 利用内能做功的机械叫做热机。
2. 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机。
3. 内燃机分为汽油机和柴油机两大类
二、汽油机、
1. 四个冲程：吸气、压缩、做功、排气，周而复始的循环。
2.压缩和做功冲程的能量转化
3.汽油机和柴油机的异同
1.判断图中分别是什么冲程，并排序。
甲
乙
丙
丁
练习
2. 一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是20 r/s，则在1 s内该汽油机活塞往复　　　 次，做功　　　　 次，完成　　　　个冲程。
练习