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第十二章
内能与热机
九年级物理沪粤版·上册
12.4 热机与社会发展
新课引入
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？
燃料的化学能
工作物质的内能
工作机的机械能
燃烧
做功
新知讲解
一、热机
1.定义：
利用燃料燃烧获得的内能转化为机械能的机器。
2.分类：
蒸汽机、汽油机、柴油机、汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等。
蒸汽机车
火箭发动机
喷气发动机
火电站的汽轮机
新知讲解
3.热机是人类历史上最伟大的发明之一
从镰刀到联合收割机
从木帆船到远洋巨轮
从马车到小轿车
新知讲解
柴油机
汽油机
新知讲解
二、汽油机
1.定义：
用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，将内能转化为机械能的一种热机。
2.构造：
3.工作过程：
汽缸、进气门、排气门、
活塞、连杆、曲轴
冲程：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。
新知讲解
（1）吸气冲程：
进气门打开、排气门关闭；活塞向下运动。
（2）压缩冲程：
进气门关闭、排气门关闭；活塞向上运动。
（3）做功冲程：
进气门关闭、排气门关闭；活塞向下运动。
（4）排气冲程：
进气门关闭、排气门打开；活塞向上运动。
机械能转化为内能。
内能转化为机械能。
新知讲解
内燃机一个工作循环：包括________个冲程，活塞往复运动_______次，曲轴转动_____周，对外做功
______次。
两
一
两
四
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
强化训练
(大庆中考)
如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图________是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为2400r/min,这次汽油机每秒钟内完成_______个冲程，对外做了________次功。
丙
80
20
新知讲解
三、柴油机
柴油机结构和汽油机相似；
柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
在压缩冲程中，将机械能转化为内能，在做功冲程中，把内能转化为机械能。
一个工作循环也包括四个冲程，活塞来回两次，曲轴转动两周，对外做一次功。
——使用柴油作为燃料的热机。
汽油机和柴油机的比较
项目
汽油机
柴油机
构造
火花塞
喷油嘴
燃料
汽油
柴油
吸气
冲程
吸入空气和汽油的混合物
只吸入空气
点火
方式
点燃式
压燃式
应用
主要用于汽车、摩托车、飞机
主要用于挖掘机、轮船
归纳总结
新知讲解
四、热机的效率
热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值。
1.定义：
2.公式：
注意
1.热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。
2.热机的效率总小于1。
新知讲解
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为
20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
3.常见热机的效率
新知讲解
4.
导致热机效率低的原因：
5.提高热机效率的方法
（1）尽可能使燃料充分燃烧；
（2）尽量减小各种热量损失；
（3）机件间保持良好的润滑以减小摩擦。
燃气内能E
废气内能
有用机械能
散热损失
机械损失
E1
E2
E3
E4
(巴中中考)下列有关热机的说法正确的是（ ）
A.柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B.热机的工作原理是将内能转化为机械能
C.内燃机压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高
D.热机效率可以等于1
B
强化训练
新知讲解
1.热机的利用带来的环境污染
（1）大气污染
（2）噪声污染
五、热机与环境
城市空气被污染
汽车排放尾气
新知讲解
2.怎样控制热机对环境造成的污染
（1）改进燃烧设备，消除烟尘；
（2）提高燃料的综合利用，采取集中供热
（3）充分利用污染少和无污染的能源
（4）在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染
知识总结
巩固练习
1.(聊城中考)
在热机的四个冲程中，把机械能转化为内能的是 ______ 冲程。汽油机工作时要产生大量的热，通常采用水循环将热带走，这是利用水 ________ 的特性。
压缩
比热容大
巩固练习
A
D
B
C
BCD
BDAC
2.下图是单缸内燃机的四个冲程的剖面图，一个工作循环正确的排列顺序是（
），其中依靠飞轮惯性完成的冲程是（
）
巩固练习
3.(南充中考)
某台汽油机飞轮的转速为1800r/min，在1s内，汽油机完成了_______
个工作循环，对外做了__________次功。
15
15
巩固练习
4.下列关于热机和环境保护的说法中，正确的是（ ）
A.热机排出的尾气没有内能
B.热值越大的燃料，燃烧时放出的热量越多
C.热机的效率能达到100%
D.热机的大量使用会造成环境污染
D
巩固练习
5.一辆汽车在平直公路上匀速行驶了6.9km，受到的阻力3.0×103N，消耗汽油1.5kg，汽油的热值q=
4.6×107J
/kg。求（1）牵引力所做的功。（2）热机的效率。
解:（1）牵引力大小为：F=f=
3.0×103N
牵引力所做的功：W有=Fs=
3.0×103N
×6.9×103m=2.07×107J
（2）汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq
=
1.5kg
×4.6×107J
/kg=
6.9×107J
热机的效率:
=
=30%
η=
W有
Q放
2.07×107J
6.9×107J
感谢观看
