10.4 热机 课件(共24张PPT) 2024-2025学年物理北师版九年级全一册

(共24张PPT)
第十章 机械能、内能及其转化
第4节 热机
2.了解汽油机、柴油机的构造和工作过程。
1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。
学习目标
2.利用内能做功
1.利用内能加热
内能的利用
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 。
新知导入
1.种类：热机的种类有很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
2.热机的工作原理
将由燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器。其实质是将内能转化机械能。
一、常见热机种类及原理
新知学习
实验演示
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
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
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。
进气门
排气门
火花塞
汽缸
活塞
连杆
曲轴
二、汽油机
内燃机是热机的一种,是燃料在汽缸内燃烧的热机。内燃机分为汽油机和柴油机。
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。
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
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
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
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
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。
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
三、柴油机
坦克和轮船上使用的不是汽油机，而是柴油机。
喷油嘴
阅读课本P22，回答问题。
柴油机在构造上，和汽油机有哪些不同？燃料是怎么点燃的？
柴油机构造及工作原理
进气门
活塞
连杆
排气门
汽缸
曲轴
柴油机构造
喷油嘴
火花塞
对比
汽油机构造
柴油机吸气冲程只吸入空气；
柴油机也有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来。
汽油机和柴油机的异同
汽油机 柴油机
相 同 点
不 同 点
①基本构造和主要部件的作用
②每个工作循环都经历四个冲程
③只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成
④一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
①构造
气缸顶有火花塞
气缸顶有喷油嘴
②燃料
汽油
柴油
③吸入物
汽油和空气
空气
④点火
点燃式
压燃式
了解各种热机的效率
蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~45%
汽油机的效率为 20%~30%
热机
热机工作原理：内能转化为机械能
内燃机
汽油机
柴油机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
存在能量转化
工作循环
课堂总结
1.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ）
A.压强增大，温度降低
B.压强减小，温度升高
C.压强增大，温度升高
D.压强减小，温度降低
C
课堂练习
2．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A.柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D.在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
C
3.（多选题）依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
BCD
A
D
B
C