人教版九年级物理 第十四章 内能的利用 14.1热机 课件(共36张PPT)WPS打开

(共36张PPT)
第十四章
内能的利用
14.1
热机
【学习目标】
1了解热机的概念，了解四冲程汽油机的基本工作原理。
2知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
3了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
【课前预习】
1．关于热机效率，下列说法正确的是（　　）
A．蒸汽机的效率通常高于汽油机的效率?????
B．有些新型燃料汽车实现了零排放，其效率达到100%
C．热机效率不一定小于100%????????????????????
D．即使无摩擦的道路，汽车发动机的效率也无法达到100%
2．一台内燃机的转速是1440转/分，那么在每秒钟内（　　）
A．转轴转动24转，燃气对活塞做功24次，活塞完成24个冲程
B．转轴转动24转，燃气对活塞做功12次，活塞完成48个冲程
C．转轴转动1440转，燃气对活塞做功720次，活塞完成2880个冲程
D．转轴转动1440转，燃气对活塞做功1440次，活塞完成1440个冲程
3．目前我国已将发动机研发列为国家重大科技项目之一．下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是(
)
A．高铁交流异步牵引电动机
B．052D型导弹驱逐舰燃气汽轮机
C．“歼20”战机涡扇15煤油发动机
D．“长征五号”火箭液氢液氧发动机
4．质量相同的甲乙两种燃料，完全燃烧放出的热量比为2：1，则它们的热值比为
A．2：1
B．1：2
C．4：1
D．1：4
5．下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法错误的是
A．柴油机的气缸上有喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞
B．在做功冲程中，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式
C．柴油机比汽油机笨重
D．柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物
【课前预习】答案
1．D
2．B
3．A
4．A
5．D
【学习探究】
实验演示：
如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾。
观察现象，思考原因
现象：
软木塞冲出；管口有“白汽”产生
说明:
水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠.
能量转化：
内能转化为机械能
应用：
热机（将内能转化为机械能的机械）
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
燃料的化学能
转化为内能，
内能转变成机械能
水蒸气
使机械获得动力。
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
吸气
压缩
做功
排气
(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。
第一冲程：
。进气门
，排气门
，活塞由汽缸最
向
运动，
和
的混合物从
被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，
关闭，
曲轴转动
圈。
第二冲程：
。进气门和排气门都
，活塞由汽缸最
向
运动，燃料的混合物被
，汽缸内温度
，气压
。曲轴转动
圈。
在此过程中，
转化
。
吸气冲程
打开
关闭
上端
下
汽油
空气
进气门
进气门
半
关闭
下端
上
压缩
升高
增大
半
机械能
内能
压缩冲程
第三冲程：
。在压缩冲程末，火花塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生
的燃气，推动活塞由汽缸向
运动，并通过连杆驱使曲轴转动，
曲轴转动
圈。在此冲程中，
转化
。
第四冲程：
。进气门
，排气门
，活塞由汽缸最
向
运动，把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端，
关闭，曲轴转动
圈。
做功冲程
高温高压
下
半
内能
机械能
排气冲程
关闭
打开
下端
上
排气门
半
小结：汽油机一个工作循环包括
冲程，活塞往复
次，曲轴转动
圈，
做功
次。有
次能量转化。
汽油机工作的四个冲程中，只有
燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的
来完成。必须靠
来启动.
做功冲程
飞轮的惯性
4
2
2
1
2
外力
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
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。
不同点
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.
【课堂小结】
【课后练习】
1．四冲程内燃机工作时，机械能转化成内能的冲程是(
)
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
2．多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的，其中做功冲程发生的能量转化是（
）
A．内能转化为电能
B．内能转化机械能
C．机械能转化为内能
D．电能转化为内能
3．如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气在这个过程中（
）
A．内能增加，温度升高，在试管口变成白色的热空气
B．内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气
C．内能减少，温度降低，在试管口液化成小水滴
D．内能增加，温度不变，在试管口液化成小水滴
4．关于热机，下列说法正确的是
A．吸气冲程中，汽油机和柴油机吸入的都是空气
B．做功冲程是把机械能转化为内能
C．柴油机有喷油嘴而没有火花塞
D．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
5．古语道:“人要实，火要虚”。此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是
A．提高了可燃物的利用率
B．降低了可燃物的着火点
C．能使可燃物完全燃烧
D．增大了可燃物的热值
6．汽车里面包含了许多物理知识，下列说法不正确的是
A．汽油机的压缩冲程是将燃料燃烧释放的内能转化为机械能
B．正确使用安全带是为了防止惯性造成的危害
C．用水作为汽车发动机的冷却剂，其重要的原因之一是水的比热容较大
D．司机用力踩刹车是通过增大压力来增大摩擦力
7．载重大汽车使用的一般是柴油机，而小汽车使用的一般是汽油机，这是因为柴油机的效率比汽油机高，柴油机的效率高是由于
A．柴油的热值比汽油的热值大
B．柴油的比热容比汽油的比热容大
C．柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高
D．柴油的密度比汽油的密度大
8．7月9日，2015年第七届呼和浩特国际汽车展览会在呼和浩特国际会展中心开幕，众多炫酷车型在此次展会上精彩亮相．某人为了测试汽车发动机的效率，开车以60
km/h的平均速度行驶了120
km，用去汽油25
L，已知汽油的密度为0.7×103
kg/m3，热值为4.6×107
J/kg，发动机的功率为32.2
kW，则该汽车发动机的效率为(
)
A．28.8%
B．36.5%
C．23.6%
D．38%
9．下面是小强同学的“物理学习笔记”中的摘录，其中正确的是
A．物体的内能增大，温度一定升高?????????????????????????
B．0℃的冰没有内能
C．温度相同的两物体间能发生热传递??????????????????????
D．燃料的热值和燃料的质量没关系
10．下列说法正确的是
A．热机工作时，使汽车获得动力的是压缩冲程
B．内燃机的做功冲程存在着化学能转化为内能的过程
C．汽车的发动机用水来冷却，是因为水的比热容较大
D．使燃料的燃烧尽量充分，可以提高热机效率
11．用燃气灶烧水时，把2.2kg初温为20℃的水加热到100℃，共燃烧了45g天然气（假设天然气完全燃烧）．已知天然气的热值为4.4×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg?℃）．
（1）天然气属于______（选填“可再生”或“不可再生”）能源．在烧水过程中，大量向外散失的能量不会自动再汇集回来，这说明能量的转化和转移是有______的．
（2）水的内能增加了______J．
（3）燃气灶烧水的效率为______．
12．在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是________冲程；某品牌汽车行驶100km消耗汽油7kg，这些汽油完全燃烧能放出________
J的热量．（汽油的热值q=4.6×107J/kg）
13．流星是指运行在星际空间的流星体进入地球大气层，并与大气摩擦燃烧所产生的光迹，流星体与大气层剧烈摩擦，其表面温度可达8000℃以上，这个过程中流星内能增加是通过__（选填“做功”或“热传递”）实现的，这一过程中的能量转化与汽油机的__冲程的能量转化相同．
14．汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，在这四个冲程中，把机械能转化为内能的是______冲程．某单缸四冲程内燃机飞轮转速为1200r/min，该内燃机每秒钟对外做功的次数为______次
15．汽油机和柴油机在构造上相比，汽油机顶部有一个______，柴油机顶部有一个_____．一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min，则此汽油机每秒钟内完成____个冲程，做了______次功．
【课后练习】答案
1．B
2．B
3．C
4．C
5．A
6．A
7．C
8．A
9．D
10．BCD
11．不可再生
方向
7.392×105
37.3%
12．做功
3.22×108
13．做功
压缩
14．压缩
10
15．火花塞
喷油嘴
80
20