第二章改变世界的热机
第一节
热机
第二节
内燃机
【学习目标】
（1）通过演示实验了解热机是利用内能来作功。了解热机的概念及热机的能量转化
（2）了解汽油机的基本构造和工作原理。
（3）了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。了解内能做功的两种主要方式----做功、热传递。
【学习重难点】
（1）重点：汽油机和柴油机的工作原理
（2）难点：能量的转化情况，飞轮在内燃机的作用
【学习方法】
自主探究与合作交流相结合
【学习过程】
模块一
预习反馈（阅读教材
，课前自主完成以下内容）
1、（热机的定义）热机是通过燃料燃烧获取
并转化为
的装置
。能量的转化过程是:燃料的化学能---(
)---
(
).
2、（蒸汽机）
是最早的热机,
改进、完善了蒸汽机,并使蒸汽机成为带动其他机器运转的
机器.
3、（内燃机）内燃机是一种是用最广泛的
( http: / / www.21cnjy.com )
.内燃机工作时,燃料在气缸内
,产生燃气直接推动活塞
.最常见的活塞式内燃机是
和
.
4、（汽油机的冲程）汽油机的4个冲程依次是:吸气冲程、
、
、
。其中内能转会为机械能的是
冲程，机械能转化为内能的是
冲程。
5、（汽油机的工作过程）在汽油机的一个工作循环中，有
个冲程，活塞往复个运动
次，飞轮转
圈，对外做功
次
6、（汽油机与柴油机的区别）在汽油机和柴油机构造中，汽缸顶部是______，柴油机顶部是______。汽油机主要应用在____________等方面，柴油机主要应用________________等方面。
模块二
合作探究
一、观察：能利用内能做功吗？
1．进行实验：参见书P18
2.实验现象:加热试管使水沸腾后,试管内产生的水蒸气会使得叶轮
3.实验现象的分析:（从能量转化角度来进行分析）
能转化为
能
4.实验结论：
二、汽油机构造及工作过程
1．
叫活动塞式内燃机，常见的活塞式内燃机有
机和
机。从能量的转化来说，内燃机是把
能转化成
能。
2、让我们来共同研究汽油机的结构及工作原理
（1）结合图2-2-3，观察汽油机的模型，了解汽油机的构造。
有
、
、
、
等等。
（2）工作原理：在汽油机的一个工作循环中活塞经历了四个冲程，依次为
冲程、
冲程、
冲程和
冲程。
汽油机的工作过程表
进气门开关
排气门开关
活塞的运动
曲轴的运动
能量的转化
吸气冲程
开
关
向下
半周
压缩冲程
向
周
能→
能
做功冲程
向
周
能→
能
排气冲程
向
周
联系
(1)每个工作循环飞轮转
周,完成
个做功冲程(2)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气对外做功,其他三个辅冲程不但不做功,还要消耗机械能(3)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程做功提供基础(4)依靠
的惯性完成吸气、压缩、排气冲程
模块三
形成提升
1.(热机的定义)如图所示，用酒精灯加热试
( http: / / www.21cnjy.com )管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的
能转化为塞子的机械能。热机是通过燃烧燃料将_______
能转化为_____能，并最终转化为_____
能的装置.
2．（汽油机的冲程）如图7所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是
（
）
3．（汽油机的冲程）关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：
①在做功冲程中，是机械能转化为内能
②在做功冲程中，是内能转化为机械能
③只有做功冲程是燃气对外做功
④汽油机与柴油机点火方式相同
以上说法中正确的是（
）
A
只有②③
B
只有①③
C
只有②④
D
只有②③④
4.（汽油机的工作过程）
( http: / / www.21cnjy.com )某四冲程汽油机的转速为1200r/min,则曲轴1s转动
转,完成
个工作循环，对外做功
次，共经历
个冲程。
模块四
小结评价
1.热机是将____________转化为__________的装置。
2.汽油机是一个工作循环有______，______，______，______四个冲程。飞轮转
圈，对外做功
次。
3.压缩冲程是将
转化为
，做功冲程是将
转化为
。
4.在汽油机和柴油机构造中，汽油机顶部是______，柴油机顶部是______。
【方法指导】1.汽油机工作时：每
( http: / / www.21cnjy.com )个工作循环，将会有
个冲程，飞轮转
圈，活塞往返运动
次，多外做功
次。2.压缩冲程是将
转化为
；做功冲程是将
转化为
。3.识记汽油机的工作循环示意图。
【我的困惑】第三节
热机效率
【学习目标】
（1）了解热机效率的含义
（2）燃料燃烧时能量的主要流向
【学习重难点】
（1）重点：热机效率
（2）难点：热机效率的计算
【学习方法】
自主探究与合作交流相结合
【学习过程】
模块一
预习反馈（阅读教材，课前自主完成以下内容）
1、（热机效率）热机所做
与燃料完全燃烧所释放的
之比叫做热机的效率。热机效率是热机性能的重要指标。
2、（提高热机效率的方法）提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的
。
3、（热机的危害）热机做出巨大贡献的同时也
。
模块二
合作探究
内能的利用效率：
①思考：我们利用内能可以______和_____。
②由于燃料很难完全燃烧，所以实
( http: / / www.21cnjy.com )际放出的热量比计算出的热量值要_
_的多。而且有效利用的热量又比实际放出的热量_
_。（填大、小）所以利用内能时就存在效率问题。
③取暖的煤炉子、做饭的煤气炉子等各种炉
( http: / / www.21cnjy.com )子是通过燃料的燃烧获得_____能，传递给水、食物一部分为人类服务。其中被人类有效利用的能量是____________________,其计算方法是__________________；提供这些能量的总能量是______提供的。这些总能量的计算方法是_______________________。所以炉子的效率就是_____________________。
④参见教材某汽油机的能量流向图，讨论回答下列问题：
推动汽车的汽油机、柴油机等各种热机是利用内能______。其中对人类有用的部分是热机所做的有用功，其计算方法是________，
提供这部分有用功的能量来自于_________，其计算方法是____________。所以热机的效率的计算方法是_____________________
⑤损耗能量的原因主要有
个，分别是
⑥在热机的各种能量损失当中_______的能量最多。
总结：热机一般是利用燃料燃烧来做功的。但燃料燃烧放出的能量，并不能全部用来做有用功
模块三
形成提升
1．（热机效率的定义）甲、乙两辆汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机的效率高，这表明(
)
A．甲做功比乙多
B
甲做功比乙快
C．甲消耗的汽油比乙少
D．以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少.
2.
（热机效率的计算）某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg ℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：
（1）此过程中水吸收的热量；
（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率．
3．（汽车发动机效率问题）有一家大型的特种专用汽车生产基地，该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值q＝4×107J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功？
（2）燃油完全燃烧放出的热量是多少？
（3）该专用车的热机效率是多少？
模块四
小结评价
1、________________________是热机的效率，热机效率总是
1。
2、提高热机效率的方法：
3、热机工作时，会带来那些环境危害________________________________。
【方法指导】1.热机效率的公式：
2.提高热机效率的方法：
。
【我的困惑】
