14.1 热机 （教学课件）(共33张PPT)初中物理人教版九年级上册

(共33张PPT)
14.1热机
情 景 导 入
蒸汽机带来一场革命!第一次工业革命!
1886年的汽车 最快的汽车(1600 km/h)
内燃机——电气时代第二次工业革命
汽车中的巨无霸(额定核载360吨)
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。
内燃机分为汽油机和柴油机两大类
(1)看到了什么现象
(2)整个过程中，能量是怎么转化的
(3)试管口“白雾”形成的原因。
知识点<1 热 机
1.热机———把内能转化为机械能的机器
新 课 教 学
演 示
2.热机的种类
利用内能做功的机器有很多
例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
要点精析：汽油机的汽缸里燃烧的是汽油；柴油机的汽缸里燃烧的是
柴油。
蒸汽机车 喷气发动机 蒸汽机车
3.常见的内燃机：汽油机和柴油机。
火箭发动机
例1.如图所示，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法
正确的是(D)
A.试管口出现的“白雾”是气体
B. 水蒸气对外做功，内能增加
C.水蒸气的温度升高
D.这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
典例赏析
汽缸
进气门
活塞
曲轴
火花塞
排气门
连杆
1.构造
2.工作原理
汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞 移动带动曲轴转动。
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程
点火方式：点燃式
甲 吸气 乙 压 缩 丙 做 功
丁 排 气
吸气
压缩
做功
排气
3.工作过程
吸气冲程
阀门：进气阀 打开；
排气阀 关 闭。
活塞运动方向：向 下。
吸入气体：汽油和空气的燃料混合物
吸气冲程
阀门：进气阀 关闭；排气阀 关闭。
活塞运动方向：向 上。
燃料混合物：压强增 大，温度 升高。
能量转化：机械 能 内 能
活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度 升高。
压缩冲程
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， 推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲 轴转动。
活塞运动方向：向 下。
能量转化：内 能一→机 械能
做功冲程
阀门：进气阀 关闭；排气阀 打开。
活塞运动方向：向 上。
排气冲程
例2.请说出下列各图对应什么冲程
C
排气冲程
A
做功冲程
B
吸气冲程
D
压缩冲程
例3.如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是( B )
A.压缩冲程，将化学能转化成内能
B.压缩冲程，将机械能转化成内能
C.做功冲程，将内能转化成机械能
D.做功冲程，将机械能转化成内能
柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直
接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物 质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩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就立刻燃烧起来。
3> 柴油机
知识点《
喷油嘴
喷油嘴
排气门
气缸
曲轴
1.柴油机的构造
进气门 活塞
连杆
吸气冲程—→压缩冲程—→做功冲程—→排气冲程
2.工作过程
阀门：进气阀 打开；排气阀 关闭。
活塞运动方向：向下。
吸入气体：空气。
吸气冲程
空气
阀门：进气阀 关闭；排气阀 关闭。
活塞运动方向：向 上。
空气：压强增大，温度升高。
能量转化：机 械能 内 能
活塞压缩空气体积对空气做功，空气内能增 大，温 度升 高 。超过柴油着火点。
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。
活塞运动方向：向 下。
能量转化：内 能 机械能
做功冲程
阀门：进气阀关闭；排气阀打开。
活塞运动方向：向 上。
排气冲程
燃烧后的废气
机种项目 柴油机
汽油机
构造 汽缸顶部有喷油嘴
汽缸顶部有火花塞
燃料 柴油
汽油
工 作 过 程 吸气冲程 吸进空气
吸进汽油和空气的混合物
压缩冲程 空气被压缩后，压强达35~ 45 atm,温度达500～700℃
燃料被压缩后，压强达6~
15 atm,温度达250～300℃
做功冲程 喷油嘴喷出雾状柴油，遇高 温燃烧，即压燃式
火花塞点火，燃料燃烧， 即点燃式
用途 笨重、经济、功率大，主要 用于载重汽车、轮船等
轻巧、体积小，常用于汽车、 轻型飞机等
汽油机和柴油机的优缺点
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修 方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、坦克、拖拉机、火车、轮船上。
柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%,因而从节约能源、降低 燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
例4. (1)汽油机的顶部有火花塞 ，柴油机顶部有喷油嘴；汽油机吸
气冲程吸入空气和汽油混合气体，柴油机吸气冲程吸入空 气；
(2)汽油机的压缩比例 小于(填写“大于”或“小于”)柴油机 的压缩比例，压缩冲程末汽油机汽缸温度较高，压强较 大；汽油 机的点火方式点燃式 ,柴油机的点火方式 压燃式 ;柴油机主要特 点是：压缩比例大 ，适用于笨重的大型机型，汽油机的主要特点
是 轻 巧 ,适用小型机型。
概念
热机 能量转化情况
汽油机
内燃机
柴油机
构造
一个工作循环
能量转化
课 堂 小 结
课 堂 训 练
1.下列设备中，没有利用热机的是( D )
火车 飞机 轮船 自行车
A B C D
2.热机在工作过程时，能量的转化过程( B )
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.化学能机械能化学能
3.四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是( C )
A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
4.用水壶烧水，这是通过热传递_方式改变其内能，水沸腾后会顶起
壶盖，此过程能量转化情况与四冲程汽油机的 做功 冲程相似。一单 缸四冲程汽油机，飞轮转速为3000r/min, 则 1s 对外做功 25 _次，完 成了 100 个冲程。
5.如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃
机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是( C )
A.丙、丁、乙、甲 B.乙、丁、甲、丙
C.乙、甲、丁、丙 D.甲、乙、丙、丁
甲 乙 丙 丁
(1)这种内燃机是柴油机 (选填“汽油机”或“柴油机”);
(2)它在吸气冲程吸入的物质是 空气 0
(3)图中内燃机处在 做功冲程；该冲程中其能 量转化是把内 能转化为机械 能
(4)若此内燃机转速为50r/s(即每秒飞轮转50转), 那么,它正常工作时，每秒钟对外做功 25次。
6.如图所示是内燃机某一冲程的示意图，其中喷油嘴正在喷油，由图可知：