12.4 热机与社会发展 课件(共38张PPT)-2022-2023学年沪粤版物理九年级上册

(共38张PPT)
第十二章 内能与热机
12.4 热机与社会发展
沪粤版 物理
课堂导入
是谁为汽车提供强大的推力？
火花塞
活塞
排气门
进气门
气缸
连杆
曲轴
用汽油作为燃料，使汽油在气缸内燃烧,将内能转化为机械能。
汽油机构造
一、汽油机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
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的过程叫做一个冲程。
汽油机工作流程
吸气冲程
①
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。
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
压缩冲程
②
内能
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。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。
做功冲程
③
机械能
内能
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
排气冲程
④
在四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作。
1．如图所示的是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图，在汽油机的一个工作循环中合理的顺序是（　　）
A．甲、丁、丙、乙 B．甲、丁、乙、丙
C．乙、丙、甲、丁 D．丙、丁、甲、乙
A
当堂练习
2．如图是演示把活塞沿厚玻璃筒迅速压下的实验。表示汽油机四个冲程的示意图，其中与该实验的实验原理相同的冲程是（　）
A B C D
C
3．如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（　　）
A．飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B．四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C．甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D．丙图中能量的转化是内能转化为机械能
D
4．汽车在高速行驶的过程中，轮胎会发烫，这是通过________的方式增加了物体内能；汽车在加油时会闻到汽油味儿，这是________现象；汽车行驶时的动力来源于汽油机的________冲程。
做功
扩散
做功
5．如图所示是四冲程汽油机的剖面图，下列关于其四个冲程的描述错误的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物
进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽
缸内气体的内能增加
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大
部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气被排出汽缸
C
6．内燃机的一个工作循环有四个冲程，图中表示的是其中的______冲程。某小型单缸四冲程汽油机飞轮的转速为 2400r/min， 该汽油机每秒对外做功 ______次。
做功
20
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
柴油机的构造
二、柴油机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
柴油机工作流程
空气
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。
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。
压缩冲程
在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，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。
做功冲程
燃烧后的废气
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
排气冲程
知识拓展
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。
区别 汽油机 柴油机
结构
工作过程 吸气冲程
压缩冲程 体积变小,压强变大, 温度升高
点火方式
优缺点
火花塞
喷油嘴
汽油和空气
的混合物
空气
火花塞点火
(点燃式)
压缩空气达到雾状柴油
着火点,不需点燃(压燃式)
轻便、效率低等
笨重、效率高等
柴油机和汽油机的区别
①燃料未完全燃烧
②废气带走能量
③克服摩擦消耗能量
①尽量使燃料充分燃烧
②保证良好润滑减少摩擦
③尽量降低散热
二、如何提高热机的效率
一、热机的效率较低的原因
燃气内能E
废气内能
废气内能
有用机械能
散热损失
机械损失
E1
E2
E3
E4
三、热机与环境
(1)排出的废气温度较高。
(2)废气中含有各种有害的气体和粉尘(SO2、CO2)
(3)热机工作时噪声污染严重
环境污染
(1)改进燃烧设备（EFI系统）
(2)充分利用污染少的能源（无铅汽油）
(3)在排气管上安装消声器，以减少噪声污染
应对方法
1、汽油机、柴油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
2、汽油机一个工作流程，飞轮转2圈，做1次功。
3、热机带来的环境问题，应对方法。
课堂小结
书本21页：1、2题
课后作业
1．如图所示是四冲程柴油机的剖面图，其中是做功冲程的是（　）
A B C D
B
练习巩固
2．关于热机，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油机和柴油机吸入的都是空气
B．可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
C．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热大的特性
D．做功冲程是把机械能转化为内能
C
3．下列说法中正确的是（　　）
A．汽油机的压缩冲程是将机械能转化为内能
B．物体温度越高，含有的热量也就越多
C．在热传递过程中，温度总是从高温物体传向低温物体
D．通过提高热机的功率来提高效率
A
4．关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　）
A．汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴
B．汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火
C．吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气
D．小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机
B
5．内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图表示的是其中的______冲程，该冲程将_______转__________。如果该内燃机飞轮转速是1800r/min，则它每分钟，活塞完成______个冲程，对外做功_______次。
做功
内能
机械能
3600
900
6．如图所示是内燃机的______冲程，该冲程将______能转化为______能。一台单缸四冲程汽油机飞轮的转速是1200 r/min，则该汽油机每秒对外做功______次。
压缩
机械
内
10
7．如图所示，对试管内水加热到一定程度，发现试管口的木塞会被推出，则木塞被推出过程中水蒸气的______能转化为木塞的_________能（以上均选填“内”或“机械”），这与四冲程汽油机中________冲程的能量转化相同。
内
机械
做功
8．如图在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团硝化棉，把活塞迅速压下去，可以观察到硝化棉燃烧，这是因为活塞压缩___________（“硝化棉”或“空气”）做功，使其内能___________（填“增加”或“减少”或“不变”）。该过程中能量转化过程与热机的___________冲程相似。
空气
增加
压缩
9．改变内能有不同的方式，如图所示，是通过__________的方式把试管里的水加热。当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的______能转化为塞子的________能，其能量转化情况与内燃机________冲程相同。
热传递
内
机械
做功
10．如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，然后快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧的现象，此过程中活塞对筒内空气_______，使空气的______能增加，这与四冲程汽油机中________冲程的能量转化相同。
做功
内
压缩