人教版九年级物理 第十四章内能的利用 第一节 热机 课件 共50页PPT

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第一节
热
机
2020年
九年级物理同步课件
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第十四章
内能的利用
1、知道内能的利用方式及实质
2、了解热机的概念及基本结构。
3、了解热机的工作原理。
4、知道内燃机的四个冲程，知道热机中能量的转化
5、知道汽油机和柴油机工作和应用的异同点
学习过程
学习目标
1、改变物体内能的方式分别是什么？
2、热传递和做功的实质是什么？
学习过程
温故知新
内能的利用方式和实质
新知探究
知识点一
内能的利用方式
1、利用内能给物质加热
实质：内能的转移，能量的形式不变。
2、利用内能做功
实质：内能转化为其他形式的能，能量的形式发生变化。
蒸汽机带来一场革命，第一次工业革命！
热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始
火电站的蒸汽轮机
热
机
新知探究
知识点二
热机
实验：内能做功时的能量转化
如图在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。
讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。
软木塞冲出;管口有“白气”产生。
水蒸气对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸气液化成小水珠。
现象：
说明：
能量转化：
燃料燃烧时，化学能转化为内能，传给水和水蒸气；木塞受到水蒸气的压力把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能。
这个实验基本上展示了蒸汽机的工作原理
1、热机的概念
利用内能做功的机械。
2、热机工作时的能量转化：
3、热机的种类
蒸汽机、
内燃机、
汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机。
4、内燃机
(1)含义：燃料直接在汽缸内燃烧产生动力的热机。
(2)种类：汽油机和柴油机
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。
即时小练
典型例题
2．人们发现内能可以做功，并制造出各种利用内能做功的机械﹣热机，下面这些机械中不属于热机的是（　　）
A．蒸汽机
B．柴油机
C．汽油机
D．电动机
3．下面关于内燃机错误说法是（　　）
A．蒸汽机也是一种热机
B．内燃机只能燃料燃烧完全结束后才对外做功
C．汽油机和柴油机都是内燃机
D．内燃机一般在燃料燃烧的同时就对外做功
汽
油
机
1．构造
一种常见的内燃机剖面图
2、工作原理
汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功。
3、冲程：
汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
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。
汽油和空气
吸气冲程
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汽缸。
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，内能增加，温度升高。
能量转化：机械能转化为内能。
在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料剧烈燃烧，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
能量转化：内能转化为机械能。
做功冲程
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。
排气冲程
(1)汽油机的工作过程是一个往复的工作过程。
(2)四冲程汽油机在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次。
(3)汽油机在工作时只有做功冲程使机车获得动力，其他的三个冲程均为辅助冲程，依靠安装在曲轴上飞轮的惯性来完成。
即时小练
典型例题
1、（2019新疆）如图是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精。盒盖迅速飞出。这个过程与四冲程汽油机中的哪一个冲程的能量转化相同（　　）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
2、（2019武汉）如图是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是（　　）
A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸
B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小
C．做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能
D．排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分
3、（2018?南京）小明将铁丝快速弯折十余次，铁丝弯折处的温度会升高，以下四个事例中能量转化与之相同的是（
）
柴
油
机
柴
油
机
汽油机和柴油机的异同
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
、一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
汽油机和柴油机的相同点
汽油机和柴油机的不同点
类型
汽油机
柴油机
构造
燃料
吸气
点火方式
特点及
用途
柴油
喷油嘴
火花塞
汽油
吸入空气
压燃式
吸入汽油和空气的混合物
点燃式
轻巧、体积小；汽车、轻型飞机
笨重、经济、功率大；载重汽车、轮船、坦克、带动发电机
即时小练
典型例题
1、(多选)在汽油机的四个冲程中，都发生能量转化的冲程是（　　）
A.?吸气冲程
B.?压缩冲程和做功冲程
C.?做功冲程
?D.?排气冲程
??????
???
2、（2019?临沂）甲图中，迅速向下压活塞，能量的转化情况是　
。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量转化情况相同的是　
　（选填图中的代号）。
3、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是（
）
A.?①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能
B.?①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能
C.?①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能
D.?①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能
4、小清家的下水管堵了，他爸爸用固体疏通剂进行疏通，具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道，再缓慢加入清水，疏通剂与水发生化学反应造成高温高压气体.通过高温高压气体的膨胀将管道疏通.在疏通剂与水的化学反应过程中，能量的转化情况是________，高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的________冲程；其四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min.则在1s内，汽油机完成了________个冲程，对外做功________次.
5、单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，需要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。在①吸气冲程、②压缩冲程、③做功冲程、④排气冲程这四个冲程中，辅助冲程有(　　)
A．①②
B．③④
C．①②④
D．①③④
6、关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是
(　　)
A．汽油机与柴油机使用的燃料不同
B．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞
C．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
7、汽油机在压缩冲程中，汽缸内气体混合物的体积、压强、温度的变化情况是(　　)
A．体积增大、压强减小、温度降低
B．体积减小、压强减小、温度降低
C．体积减小、压强增大、温度升高
D．体积增大、压强减小、温度升高
8、世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意，比如：蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是________________，如图5所示，图________是汽油机的工作原理图。
9、某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30
cm2，一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是50
mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105
Pa，飞轮1
min转动2400周。当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力。
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功。
(3)汽油机的功率。