14.1 热机（教学课件）(共42张PPT)——初中物理人教版九年级全一册

(共42张PPT)
第1节 热机
第十四章 内能的利用
人教版初中物理九年级全一册
目录
新课导入
新课教学
01
02
经典例题
课堂练习
03
04
课前导入
复习：
做功改变内能的实质是什么？
问题：
下面的图片中，他们运行的能量来自于哪里？
汽车奔驰
喷气式飞机
大型客轮
课前导入
观察与思考
视频告诉我们，在一个密闭容器内，容器内气体吸收热量，内能增大，气体压力增大，当压力增大到一定程度时，气体就可以把“盖”顶开，对盖做功。
模拟上述实验，如果能制成一台，可以利用内能对外做功的机器，就可以很好地减轻人们的劳动负担，提高工作效率。这就是热机。
新课教学
01
一、热机
把由燃料燃烧产生的高温高压气体，气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。
热机工作原理
燃料的化学能 ，
水蒸气
使机械获得动力
转化为内能
内能转变成机械能
1.热机定义：
利用内能做功的机械
2.工作原理：
热机利用内能做功，将内能转化为机械能。
3. 热机种类：
蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等
最早的汽车(1886年）
蒸汽机
蒸汽机带来第一次工业革命！
　热蒸汽提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
1814年，英国人史蒂芬孙把瓦特的蒸汽机装在火车上，蒸汽机的体积庞大、效率很低
最早的汽车（1886年）
汽车中的巨无霸
（额定核载360吨）
最快的汽车（1 600 km/h）
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机——内燃机
4.内燃机
（1）工作原理：燃料直接在发动机气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对外做功，把内能转化成机械能。
（2）种类：
汽油机、柴油机
使用汽油作为燃料的叫汽油机。
使用柴油作为燃料的叫柴油机。
蒸汽机车
内燃机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
热机的种类:
二、汽油机
汽油机的构造
由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
冲程：活塞从气缸的一端运动到另一端的过程。
进气门
排气门
火花塞
活塞
连杆
曲轴
气缸
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
1.汽油机的工作过程
一个工作循环：包括四个冲程
2.吸气冲程
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。
3.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，压强增大，温度升高。
4.做功冲程
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。
5.排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
6.一个完整的工作过程
汽油机比较轻巧，噪音较低，常用在汽车、飞机和小型农业机械（如插秧机、机动喷雾器）上面。
1.在四冲程汽油机的四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？
2.哪个冲程使汽车获得动力？
3.哪个冲程排出了汽车的废气？
压缩冲程：机械能转化为内能
做功冲程：内能转化为机械能
排气冲程
做功冲程
想一想
三、柴油机
柴油机的构造
由气缸、喷油嘴、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
进气门
排气门
喷油嘴
活塞
连杆
曲轴
气缸
1.吸气冲程
进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，空气进入气缸。
消耗机械能。
2.压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强增大，温度升高，该冲程末，缸内空气的温度已经超过柴油的燃点。
机械能转化为内能。
3.做功冲程
从喷油嘴喷出雾状柴油，柴油遇到热空气立即燃烧起来，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。
内能转化为机械能。
4.排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
消耗机械能。
5.一个完整的工作过程
柴油比汽油便宜，但柴油比较笨重，主要应用在载重汽车、火车、拖拉机、坦克、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。
四、汽油机与柴油机的异同
1.相同点：
1.基本构造和主要部件作用相似。
2.每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
3.四个冲程中，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，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。
2.不同点：
1.构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。
2.燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。
3.吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。
4.点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
四、汽油机与柴油机的异同
内燃机 项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
火花塞
喷油嘴
汽油和空气的混合物
空气
压缩程度小
压缩程度大
点燃式
压燃式
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
小汽车和小型农业机
械、低速飞机等
载重汽车、
拖拉机、火车、轮船等
柴油机和汽油机的异同
典例分析
1.如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞被冲出。下列描述正确的是（　　）。
A. 试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的；
B. 试管中的水沸腾时吸收热量，温度升高；
C. 水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加；
D. 水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与汽油机做功冲程的
能量转化相同
D
典例分析
【解析】A．试管中的水在升温过程中是通过热传递的方式增加内能的，故A错误；
B．试管中的水沸腾时吸收热量，温度不变，故B错误；
C．水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能减小，故C错误；
D．水蒸气对橡皮塞做功，将内能转化为机械能，其能量转化与汽油机做功冲程的能量转化相同，故D正确。
故选D。
典例分析
2.图是四冲程汽油机其中一个冲程的工作示意图，它表示的是（　）。
A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
C
典例分析
【解析】如图所示，进气门排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞处有火花，是做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
典例分析
　　3．依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
BCD
A
D
B
C
典例分析
　　 4．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
典例分析
　　5．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
课堂练习
1.小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（ ）。
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气；
B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高；
C．汽油机的点火方式是压燃式；
D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
D
课堂练习
【解析】A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
课堂练习
2.关于热机，下列说法正确的是（　　）。
A ．汽油机气缸顶部有喷油嘴，柴油机气缸顶部有火花塞；
B ．汽油机在吸气冲程中，将空气吸入气缸；
C ．热机是利用内能做功的装置，可将内能转化为机械能；
D ．一般情况下汽油机的压缩比大于柴油机，其功率也更大
C
课堂练习
【解析】A ．汽油机是点燃式，气缸顶部有火花塞，柴油机吸气冲程吸入是空气，燃料通过喷油嘴喷入气缸内，气缸顶部有喷油嘴，故 A 错误；
B ．汽油机在吸气冲程中，将汽油与空气的混合气体吸入气缸，故 B 错误；
C ．热机是利用内能做功的装置，燃料燃烧产生高温高压的气体，推动活塞做功，可将内能转化为机械能，故 C 正确；
D ．一般情况下柴油机的压缩比大于汽油机，其功率也更大，故 D 错误。
故选 C 。
课堂小结
概念
能量转化情况
内燃机
汽油机
柴油机
构造
一个工作循环
能量转化
热机
感谢观看
THANK YOU