课件31张PPT。第十四章 热能的利用第1节 热机九年级物理上 新课标 [人]如图所示，在一个试管中装一些水，用橡胶塞塞紧。对试管加热使水沸腾。 问题思考观察现象，思考原因
学 习 新 知 在这个实验中，燃料燃烧将
能转化为 能，高温水蒸气将塞子冲出，又将 能
转化为 能。 讨论化学内（热）内（热）机械3.热机的种类： 蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等一、热机 1.定义：2.工作原理： 热机利用内能做功，将内能转化为机械能。利用内能做功的机械 二、内燃机1.燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。2.常见的内燃机：汽油机 柴油机火花塞气缸进气门活塞连杆排气门曲轴3.汽油机(1）结构(2）汽油机的冲程
及工作循环 要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程(3）汽油机的工作循环汽油和空气 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。 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。
机械能转化为内能。 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，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功
内能转化为机械能。燃烧后的废气 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。想想议议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(1) 构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴4.柴油机(2）柴油机工作过程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程吸气冲程空气 进气门打开，排气门关闭。活塞向下运动，将空气吸进气缸。压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得非常小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程结束时，汽缸内空气温度已超过柴油的燃点。
机械能转化为内能。做功冲程 在压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立刻猛烈燃烧，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。
内能转化为机械能。排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？想想议议1．基本构造和主要部件的作用相似。
2 ．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
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，飞轮转动两周，做功一次。相同点不同点1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。
3 ．吸气不同：汽油机吸入汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。
4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。一个工作循环：
活塞：往复两次。
曲轴：转动两周。
完成：四个冲程。
对外做功：一次。
其它冲程：靠飞轮惯性来完成。小结内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(1)汽油机的应用(2)柴油机的应用
柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。一、汽油机
1.构造: 进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等.
2.工作原理:汽缸内装有活塞,活塞与连杆、曲轴相连.活塞在汽缸内做往复运动,通过连杆带动曲轴转动,从而使机器运转.
3.能的转化:化学能转化为内能再转化为机械能.
二、柴油机
1.柴油机与汽油机的相同点: 都是内燃机;一个工作循环都要经历四个冲程.
2.柴油机与汽油机的不同点:
(1)构造方面:汽油机有火花塞,柴油机有喷油嘴.
(2)工作过程上:压缩程度不同;点火方式不同.
(3)用途方面:汽油机轻巧,用于轿车、摩托车等;柴油机笨重,用于卡车、货车等.1.下列交通工具中,动力设备不是热机的是 ( )
A.远洋轮船 B.载重汽车
C.战斗机 D.电动摩托车D解析:远洋轮船、载重汽车、战斗机工作时都要使用热机进行工作;电动摩托车是利用电工作的,没有使用热机.故选D.检测反馈2.下列有关柴油机和汽油机的说法中,不正确的是 ( )
A.汽油机有火花塞
B.柴油机有喷油嘴
C.汽油机的压缩程度比柴油机高
D.汽油机的点火方式是点燃式C解析:柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞,A,B正确;压缩冲程中,柴油机将空气压缩的程度更大,温度更高,C错误;柴油机与汽油机的点火方式不同,柴油机采用压燃式,汽油机采用点燃式,D正确.故选C. 3.汽油机的四个冲程分别为吸气、压缩、做功、排气冲程,如图所示是 冲程.在压缩冲程中,活塞压缩气体做功,气体的内能会 .?做功增大解析:由图可知,进气门和排气门都关闭,并且活塞向下运动,所以是做功冲程;当活塞压缩气体做功时,机械能转化为气体的内能. 4.如图所示,用酒精灯加热试管中的水.当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,该现象说明 能转化为 能.图
(填“甲”或“乙”)中汽油机的冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的.?
解析:当水沸腾一段时间后,塞子被试管内的水蒸气推出,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能.两图中的进气门和排气门都关闭,图乙中的活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;图甲中的活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能. 4.如图所示,用酒精灯加热试管中的水.当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,该现象说明 能转化为 能.图
(填“甲”或“乙”)中汽油机的冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的.?
内机械乙课件24张PPT。第十四章 热能的利用第2节 热机的效率九年级物理上 新课标 [人] 新课导入播放视频：神舟十号发射 播放 停止问题:为什么发射火箭上天要用氢做燃料?用汽油、柴油做火箭燃料可以吗?学 习 新 知固体燃料液体燃料气体燃料燃料可分为三种〖请你说说〗
日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。干木柴烟煤汽油 质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。 在物理学中，把某种燃料完全燃烧时所放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。热值的符号：q 单位：J/kg（J/m3）固体和液体燃料气体燃料 热值是反映燃料燃烧时化学能车化为内能的本领的大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量氢的热值为1.4×108J/kg，表示1kg的氢在完全燃烧时所放出的热量为1.4×108J。液化气的热值为4.6×107J/m3，表示1m3的液化气在完全燃烧时所放出的热量为4.6×107J。 Q=mq质量为m的燃料完全燃烧释放的能量是：
Q：燃料完全燃烧释放的能量
ｑ：燃料的热值
ｍ：燃料的质量 Q=qV体积为V的气体燃料完全燃烧释放的能量是：
Q：燃料完全燃烧释放的能量
ｑ：燃料的热值
V：气体燃料的体积例题计算4Kg柴油完全燃烧释放的热量。（q=4.3×107J/Kg ）解:Q=mq
=4Kg×4.3×107J/Kg
=1.72×108 J答:完全燃烧释放的热量为1.72×108 J
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？热机效率讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放机械传热损失一部分能量 热机真正转变为对外做功的部分废气排出带走的能量热机中燃料释放能量的主要走向示意图 由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只燃料燃烧时所释放能量的一部分。 用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比叫做热机效率，即：
η=热机效率蒸汽机:6﹪~15﹪汽油机：20﹪~30﹪柴油机：30﹪~40﹪飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪热机的效率为什么不能达到100%？1.燃料燃烧不完全
2.排出的废气温度过高
3.机件散热损失
4.克服机件摩擦热机效率怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：热机效率2.热机的效率:
概念:用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比.
提高热机效率的方法:让燃料尽可能充分燃烧;尽量减少或利用各种热损失等.1.热值:
概念:燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是不同的.我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值.
单位:固体、液体是J/kg;气体是J/m3.1.关于热机效率,下列说法中正确的是 ( )
A.热机做的有用功多,效率一定高
B.热机的功率大,效率一定高
C.热机单位时间内耗费的燃料少,效率一定高
D.以上说法都不对D解析:热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比;当热机做一定的有用功,消耗的燃料越少,效率越高,A错误;热机做功越快,表示热机的功率越大,与效率无关,B错误;做的有用功相同,单位时间内耗费的燃料越少,效率就越高,C错误.故选D.检测反馈 2.两台汽油机,若甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率,则 ( )
A.甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
B.甲汽油机的功率大于乙汽油机的功率
C.在功率相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油
D.在输出功相同的情况下,甲汽油机消耗的汽油少于乙汽油机消耗的汽油D解析:甲汽油机的效率高于乙汽油机的效率,说明消耗相同的汽油,甲汽油机做的有用功多;或者做相同的有用功,甲消耗的汽油少.A中缺少有用功这个条件,A错误;功率大只能说明做功快,与效率没有关系,所以B,C错误.故选D. 3.建筑工地上有一台大型汽车吊机,把100 t建筑材料从地面吊到15 m高处,汽车吊机做的有用功为 J，在这个过程中,汽车吊机消耗柴油的质量为2.0 kg,则完全燃烧2.0 kg柴油释放的热量为 J，该过程中汽车吊机的效率为 %.(柴油的热值为q=4.3×107 J/kg,取g=10 N/kg)?1.5×107 8.6×107 17.4 4.“五一”假期,小明一家自驾车外出旅游.当汽车以108 km/h的速度在高速公路上匀速直线行驶时,汽车受到的阻力是整车重的0.08倍,效率为40%.已知汽车整车质量为1375 kg,油箱容积为50 L.(汽油热值q=3.3×107 J/L,g=10 N/kg)
(1)这时汽车牵引力做功的功率是多少?
(2)该车加满一箱汽油,按照以上速度最多可以匀速直线行驶多远的路程?答案：（1）33000W；（2）6×105 m课件26张PPT。第十四章 热能的利用第3节 能量的转化和守恒九年级物理上 新课标 [人] 问题思考1.金属零件在砂轮上打磨时，为什么会发热发光？
2.在煤气灶上放一锅冷水，过一段时间后水会发热，这是什么原因？学 习 新 知 自然界中，能量不仅可以从一个物体转移到另一个物体，形式多样的能量之间还可以相互转化。 由于摩擦而使机械能转化为内能一、能量转化的事例分析内能转化为机械能各种形式的能是可以相互转化的机械能转化为电能电能转化为机械能电能转化为内能太阳能转化为电能各种形式的能是可以相互转化的水果电池化学能转化为电能光能转化为化学能各种形式的能是可以相互转化的电能转化为光能电解池电能转化为化学能灯泡发光光能转化为机械能机械能转化为光能光能转化为内能内燃机车太阳能热水器内能转化机械能各种形式的能可以相互转化练习：指出下列各种现象中，能量是如何转化的？
电风扇工作 ____能转化为____能.
点燃的蜡烛 ____能转化为____能.
双手摩擦 ____能转化为____能.
白炽灯发光 ____能转化为____能小试身手流星穿过大气层时会变得炽热 ____能转化为____能 将一块冰放在地面上拖，冰会熔化 ____能转化为____能
反复弯折一根铁丝，弯折部分温度会升高 ____能转化为_ _能
擦燃火柴 ____能转化为____能;
水电站发电 ____能转化为____能;
水蒸气对活塞做功 ____能转化为____能;小试身手二、能量守恒定律 1.内容： 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式。或者从一个物体转移到另外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 能量守恒定律的建立过程，是人类认识自然的一次重大的飞跃，是哲学和自然科学长期发展和进步的结果。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。 和谐美是科学的魅力所在。
恩格斯曾经把能量转化和守恒定律称为“伟大的运动基本规律”，认为它的发现是19世纪自然科学的三大发现之一 (另两个发现是细胞学说，达尔文的生物进化论) 。最普遍 最重要 最可靠自然规律之一你知道吗？ 导致能量守恒定律最后确立的两类重要事实是什么? 确立了永动机的不可能性和发现了各种自然现象之间的相互联系与转化。 历史上有很多人不相信能量守恒定律，挖空心思想发明一种不消耗能量，却能不断对外做功的机器—永动机。你认为它一旦转动起来就能永远转动下去吗？17～18世纪许多机械专家就已经论证了永动机是不可能的。
法国科学院在1775年就正式决定，不再研究和试验任何永动机。你知道吗？既然能量是守恒的，不可能消灭，为什么我们还要节约能源？能量转化和转移的方向性内能总是自发地从高温物体向低温物体转移，而不会自发地由低温物体向高温物体转移能量转化和转移的方向性机械能可以全部转化为内能而内能不可能全部转化为机械能而不引起其他变化。热机的效率不可能是1000/0。能量转化和转移的方向性例如：电能可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这些内能却无法自动转化为电能。该现象说明能量的转化具有方向性。例如：把炽热的铁放到水中，是水吸收了铁放出的热量，一会儿后铁的温度与水的温度相等，但此时水的热能不会再转化为铁的热能，使铁恢复原来的温度。这说明能量转化具有方向性。 由于我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的，而在这个过程中，总会有一部分能量转化成内能散失在周围环境中，这些能量虽然还在自然界中，但却无法自动转化为其他形式的能量，因而很难或无法再利用。也就是说，经转化后，可利用的能量只会减少，而不会增加，因此节能和如何有效地利用能源是当前重要的课题。 通过以上分析我们知道了：2.能量守恒定律内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变.1.在一定条件下,各种形式的能量可以相互转化.能量可以从一个物体转移到其他物体. 1.关于能的概念,下列说法正确的是( )
A.速度大的物体的动能一定大
B.质量大的物体的重力势能大
C.空中飞行的子弹既有动能又有势能
D.用线吊在高处的小球没有机械能C解析:动能的大小跟速度大小和物体的质量有关,因此不能说速度大的物体动能一定大,A错误;重力势能的大小跟物体的质量和举高的高度有关,因此不能说质量大的物体重力势能大,B错误;空中飞行的子弹具有一定的速度和高度,同时具有动能和重力势能,C正确;用线吊在高处的小球具有一定的重力势能,有一定的机械能,D错误.故选C.检测反馈 2.下列事例与能量转化描述正确的是( )
A.煤炭燃烧——化学能转化为内能
B.给蓄电池充电——化学能转化为电能
C.植物光合作用——光能转化为内能
D.转动的电风扇——机械能转化为电能 A解析:煤炭燃烧的过程中,燃料的化学能转化为内能,A正确;给蓄电池充电的过程中,消耗了电能,获得了化学能,B错误;植物光合作用是将光能转化为化学能,储存在植物体内,C错误;转动的电风扇工作过程中,消耗了电能,转化为机械能,D错误.故选A.3.人造地球卫星在大气层外运行,不受空气阻力。当它从远地点向近地点运动的过程中， 能转化为 能.?
重力势动解析:卫星在大气层外运动,不受空气阻力作用,只有动能和势能的转化,因此机械能守恒.卫星在绕地球运动过程中,质量不变,在远地点时,和地球的相对高度最大,重力势能最大;当它从远地点向近地点运动时,高度降低,重力势能减小,速度增大,动能增大,重力势能转化为动能.守恒柴油机4.蒸汽机、汽油机、柴油机都是将各种形式的能量转化为机械能,虽然效率各不相同,但能量都是 (填“守恒”或“不守恒”)的.蒸汽机依靠水沸腾时产生的大量蒸汽带动,水的沸点受 的影响.两种常见的内燃机中,效率较高的是 (填“汽油机”或“柴油机”).?解析:能量在转化的过程中,既不能凭空产生,也不能凭空消失,蒸汽机、汽油机、柴油机都是将各种形式的能量转化为机械能,虽然效率各不相同,但能量都是守恒的.液面气压增大,液体的沸点就会升高,所以水的沸点受液面上方气压的影响.柴油机的效率比汽油机的效率高说明柴油机损耗的能量比汽油机损耗的能量少,是因为柴油机在压缩冲程中,压缩的程度比汽油机大,燃烧更充分,燃气产生的压强更大,转化成的有用功更多.液面上方气压
