2.1 热机（29页） 课件 2025-2026学年物理教科版（2024）九年级上册

(共29张PPT)
初中物理教科版（2024）九年级上册
第二章 改变世界的热机
第1节 热机
1.知道热机的概念及工作原理；
2.了解蒸汽机的构造和工作过程；
3.理解内燃机的基本原理；
4.了解汽油机的工作过程。
【观察并回答】
　　火车、轮船、汽车是常见的交通运输工具，你知道它们的动力来自哪里吗？它们工作过程中能量是如何转化的吗？
改变物体内能的方式
热传递
做功
思考：减少物体的内能可以做功吗？
知识点一：利用内能来做功
【观察与思考】
如图所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住,在玻璃管口处放一个用纸做成的小叶轮。加热试管使水沸腾，细心观察，会发生什么现象？
在这个实验中，燃料的_______能转化为______能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动。这样，_______能就转化成了叶轮的_______能。
化学
内
内
机械
热机是通过燃料燃烧获取内能并将其转化为机械能的装置。
燃料的
化学能
燃烧
内能
做功
机械能
2、热机工作过程中能量的转化过程：
1、热机的定义：
蒸汽机是最早的热机。利用蒸汽做功，可追溯到古希腊时期。直到1769年，瓦特改进、完善了蒸汽机，才使蒸汽机成为带动其他机器运转的动力机器。
知识点二：蒸汽机
讨论交流：
蒸汽机是怎样工作的
观察上图，说明蒸汽是如何进入汽缸，推动活塞运动，带动轮子转动的。
蒸汽机工作实物图
1.观察：内能转化为机械能的实验
(1)进行实验
如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。
知识点三：内燃机
（2）实验现象
盒内酒精剧烈燃烧，盒盖被酒精燃烧产生的燃气推出。
酒精燃烧后产生高温高压的燃气对盒盖做功吗？
（3）分析论证
燃气的内能减少，转化为盒盖的机械能。
（4）归纳总结
通过做功，可以将内能转化为机械能。
（1）定义：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机叫做活塞式内燃机。
（2）种类：常见的活塞式内燃机有两种，以汽油为燃料的汽油机和以柴油为燃料的柴油机。
2.活塞式内燃机
汽油机
柴油机
内燃机的特点： 燃料在_______内燃烧， 生成_________的燃气，燃气推动活塞_______，将______能转化为________能。
汽缸
高温高压
做功
内
机械
1.构造
示意图
知识点四：汽油机的工作过程
2.工作原理
　活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
　　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。
3.工作过程
吸气
压缩
做功
排气
点火方式：点燃式
吸气冲程
汽油和空气
吸入汽油和空气的混合物
进气门开，排气门关
活塞向下运动
压缩冲程
进气门关，排气门关
活塞向上运动
燃料混合物被压缩，气体体积减小、压强增大、温度升高、内能增加。
机械能转化为内能
做功冲程
进气门关，排气门关
压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体。
活塞向下运动
并通过连杆带动
曲轴对外做功
内能转化为机械能
排气冲程
燃烧后的废气
进气门关，排气门开
活塞向上运动
视频演示
归纳总结：
吸气
压缩
做功
排气
一个循环
4个冲程
活塞往复2次
飞轮和曲轴转动2周
对外做功1次
燃料燃烧1次
只有做功冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮惯性完成。
如图所示，柴油机的构造与汽油机相似，主要区别是柴油机汽缸的顶部有一个喷油壶，而没有火花塞。
【拓展】
项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造
工作循环 吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸入汽油和空气的混合物
吸入纯净的空气
压缩程度较小
压缩程度较大
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
柴油机和汽油机的区别
内燃机
热机
1.利用内能来做功：
热机是通过燃料获取内能并将其转化为机械能的装置
2.蒸汽机：利用蒸汽做功的热机。
3.内燃机：燃料在汽缸内燃烧生成高温高压的的燃气,使燃气推动活塞做功的机器。
4.汽油机工作过程
吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物，进气门开。
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：排出废气，排气门开。
1.如图所示，有关这个“小蒸汽轮机”的说法不正确的（ ）。
A.烧瓶内的水通过热传递的方式增加了自身的内能
B.酒精燃烧将内能转化为化学能
C.水蒸气的内能转化为叶轮的机械能
D.内能的一个重要应用是可以用来做功
B
2.关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（ ）。
A.将势能转化为动能
B.将机械能转化为化学能
C.将内能转化为机械能
D.主要目的是通过热传递改变物体的内能
C
3.从拖拉机、轮船、火车到2016年上海国际汽车展上出现的概念车等生活中常见的交通工具，其动力大都来源于内燃机。下面对内燃机的有关叙述中，不合理的是（　　）。
A.内燃机靠产生的高温、高压燃气做功
B.内燃机用水来冷却，是因为水的比热容大
C.内燃机排放的废气消耗了大量的能源
D.内燃机工作时将机械能转化为内能
D
4.如图所示是火箭发射时的壮观情景。火箭发射升空时，燃料通过燃烧将________能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的______能。火箭中用氢做燃料是因为氢的________（选填“热值”或“比热容”）大。
化学
机械
热值