14.2 热机 教学课件(共35张PPT)初中物理人教版（2024）九年级全一册

(共35张PPT)
初中物理人教版（2024）九年级全一册教学课件
第二节
热机
第十四章 内能的利用
新课导入与学习目标
01
本课新课讲解
02
本课例题与练习
03
课后小结
04
目录
CONTENT
New Lesson Introduction and Learning Objectives
PART ONE
新课导入与学习目标
新课导入
火，能够驱散寒冷与黑暗，带来温暖和光明。钻木取火，人类第一次学会使用自然的力量.
而古老的热机——蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。现代的热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上。
学习目标
1.知道热机的概念，知道内燃机是热机的一种；了解四冲程内燃机的工作原理。
2.通过实物模型结合课堂活动，学习理解四冲程内燃机的基本结构和原理。
3.了解柴油机的构造和工作过程，了解柴油机与汽油机工作过程的异同点。
New Lesson Presentation
PART TWO
新课讲解
新课讲解
一、热机
不同形式能量之间的转化
如图所示，在试管中装一些水，用橡胶塞塞紧；然后对试管加热使水沸腾，请同学们观察现象。谈论这个过程中不同形式能量之间的转化情况。
实验中的能量转化过程为：
酒精燃烧放出热量，酒精的 能转化为水的 能； 水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的 能转化为瓶塞的 能。
化学
内
内
机械
新课讲解
这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。
人们发现内能可以做功，由此制造了各种利用内能做功的机械——热机。热机的发明及广泛使用，使人类迈人了工业化社会，对人类社会的发展起到了重要的作用。蒸汽机、内燃机、汽轮机喷气发动机等都是热机。
新课讲解
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。
新课讲解
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一种热机。燃油汽车作为我们生活中的重要交通工具，它的主要动力机械之一就是内燃机。
如图是一种内燃机的剖面图。
新课讲解
内燃机分为汽油机、柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。
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。
新课讲解
二、汽油机
1. 工作原理
利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2. 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。
进气门
排气门
火花塞
活塞
连杆
曲轴
气缸
3.活塞从汽缸一端运动到另一端叫作一个冲程。
新课讲解
4.汽油机的工作过程
请阅读教材，利用身边的汽油机模型进行操作，认识汽油机的工作过程。
新课讲解
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
一个工作循环：包括四个冲程
新课讲解
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。
新课讲解
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。
新课讲解
冲程名称 进气门开闭情况 排气门开闭情况 活塞运动 方向 能量的转
化
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
开
关
下
关
关
上
机械能→内能
关
关
下
内能→机械能
关
开
上
汽油机四个冲程工作情况总结
新课讲解
三、柴油机
1. 工作原理：
利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2. 汽油机的构造
与汽油机的大致相同，不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞而是一个喷油嘴。
喷油嘴
新课讲解
3. 工作过程
柴油机的工作过程与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
柴油机吸入气缸内的物质只有空气，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。
新课讲解
4. 柴油机和汽油机的异同点：
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
新课讲解
汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。汽车由发动机、底盘、车身和电器设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的内能变为机械能，再通过底盘上的传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。汽车电器设备的作用主要是产生电火花以点燃汽缸中的可燃气体、启动发动机时用电机带动飞轮旋转、提供照明等。
现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机（图为四缸发动机），每个汽缸都进行这种四冲程循环。由于各个汽缸交替做功，所以发动机转动比较平稳。
新课讲解
随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统。微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机，提高燃烧效率。采用电子燃油喷射系统的发动机与过去的发动机相比，可以减少有害气体的排放，降低燃料的消耗，同时提高发动机的功率。
电子技术在汽车上的应用，使汽车有了更广阔的发展空间。未来的汽车将更加节能、安全，对环境的影响会更小。
PART THREE
例题与练习
经典例题
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
经典例题
【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。
经典例题
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
【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。
经典例题
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
课堂练习
PART FOUR
课堂小结
课堂小结
①把内能转化为机械能的机器叫热机。常见热机有：
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等.
热 机
②制造原理：利用内能做功，将内能转化为机械能.
①内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.
②内燃机工作的四冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程.
③能量转化：压缩冲程中，机械能转化为内能；
做功冲程中，内能转化为机械能.
热
机
内燃机
④汽油机与柴油机的区别：
汽油机吸入汽油与空气的混合物，柴油机只吸入空气.
汽油机是点燃式点火，柴油机点火方式为压燃式.
感谢观看