14.1 热机课件（共41张PPT）

第十四章 内能的利用
第一节热 机
2020年秋人教版九年级全册物理
　　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。
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
导入新课
学习目标
1.知道热机的概念；初步了解热机的工作原理。
2.了解汽油机的构造和工作过程。
3.了解柴油机的构造和工作过程。
学习目标
如图所示，在试管中装些水，用橡胶塞
塞住管口，加热使水沸腾，观察现象。
木塞被弹出，试管口处有“白雾”出现。
酒精灯燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能。
一、热机
1
课堂活动
人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机。
1
归纳总结
利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。
内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
汽油机 柴油机
交流讨论
例1.如图所示，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是(　　)
A．试管口出现的“白雾”是气体
B．水蒸气对外做功，内能增加
C．水蒸气的温度升高
D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
D
1. 热机工作时能量的转化过程：

2. 内能的两种应用
① 利用内能加热：内能可以直接用来加热物体，物 体获得内能后，温度会升高，其实质是能量的转移过程，如烧水等。
② 利用内能做功：使内能转化为我们需要的机械能，其实质是能量的转化过程，如小汽车等用燃料燃烧释放的内能来推动机械对外做功。
燃烧
做功
燃料的化学能
内能
机械能
1.汽油机的构造
二、汽油机
热机工作过程
课堂活动
2.汽油机的工作原理
1
观察思考
内燃机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运动，叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
1
归纳总结
吸入气体: 。
吸气冲程
活塞运动方向： 。
汽油和空气的燃料混合物
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
打开
关闭
向下
1
观察思考
压缩冲程
燃料混合物：压强 ，
温度 。
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
关闭
增大
向上
升高
能量转化：
能
能
机械
内
活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。
在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，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。
活塞运动方向： 。
向下
机械
内
做功冲程
能量转化：
能
能
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
打开
向上
排气冲程
四冲程内燃机一个工作循环包括：
1. 个冲程
2.活塞往复运动 次。
3.对外做功 次。
这就是热机的421工作原理。
4
2
1
1
归纳总结
例2.请说出下列各图对应什么冲程
做功冲程
A
D
B
C
吸气冲程
排气冲程
压缩冲程
例3.如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A.压缩冲程，将化学能转化成内能
B.压缩冲程，将机械能转化成内能
C.做功冲程，将内能转化成机械能
D.做功冲程，将机械能转化成内能
解析：判断内燃机工作过程属于哪一个冲程，需分两步：①是看气门开闭状况②是看活塞运动情况.
B
例3.如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，用酒精灯加热一段时间后，会观察到的现象有：①________________
______________；②____________________.实验中的能量转化过程为：①酒精燃烧放出热量，酒精的______能转化为水的______能；②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的______能转化为瓶塞的_______能.
瓶塞被冲出来（向上跳起来）
管口附近出现白雾
化学
内
机械
内
1.柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
汽缸
曲轴
三、柴油机
课堂活动
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
2.柴油机的工作原理
空气
吸气冲程
活塞运动方向： 。
空气
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
打开
关闭
向下
吸入气体： 。
观察思考
压缩冲程
燃料混合物：压强 ，温度 。
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
关闭
增大
向上
升高
能量转化：
能
能
机械
内
活塞压缩空气体积对空气做功，空气内能增大，温度升高，超过柴油着火点。
在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，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。
做功冲程
活塞运动方向： 。
向下
机械
内
能量转化：
能
能
燃烧后的废气
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
打开
向上
排气冲程
内燃机的启动
四冲程内燃机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
所以，内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
(1)汽油机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
(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。
内燃机的应用
汽油机和柴油机的异同点比较

种类
汽油机
柴油机
相同点
不
同
点
构 造
燃 料
吸入气体
点火方式
都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程
火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
汽油和空气
空气
点燃式
压燃式
归纳总结
例1.汽油机的顶部有 ，柴油机顶部有 ；汽油机吸气冲程吸入 ，柴油机吸气冲程吸入 ;
汽油机的压缩比例 （填写“大于”或“小于”）柴油机的压缩比例，压缩冲程末汽油机汽缸温度较 ，压强较 ；汽油机的点火方式 ，柴油机的点火方式 ；柴油机主要特点是： ，适用于笨重的大型机型，汽油机的主要特点是 ，适用小型机型。
答案：火花塞 喷油嘴 空气和汽油混合气体 空气 小于 高 大 点燃式 压燃式 压缩比例大
例2.汽油机和柴油机一个工作循环都有 个冲程，活塞往复运动 次，飞轮转动 圈，对外做功 次；压缩冲程中能量的转化形式都是 能→ 能，做功冲程中能量的转化形式都是 能→ 能；汽油机和柴油机的启动方式都是需要靠 带动飞轮转动，四个冲程不断循环的动力是靠飞轮的 带动的，所以飞轮的质量越 （填“大”或“小”）越好。
答案：4 2 2 1 机械 内 内 机械 曲轴 惯性 大
课堂小结
1.2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
Ｃ
课堂练习
2.如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示排气冲程的是（　　）
A．甲 　　　B．乙
C．丙 　　　D．丁
Ｃ
3.如图所示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
Ａ
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．做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的
D．柴油机有喷油嘴而没有火花塞
Ｄ
5.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ）
A.压缩冲程是内能转化为机械能
B.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合
C.吸气冲程是内能转化为机械能
D.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷
油嘴
Ｄ
6.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转
动的情况,下列说法正确的是( )
A.做功10次,飞轮转40周
B.做功40次,飞轮转20周
C.做功10次,飞轮转20周
D.做功20次,飞轮转10周
C
7．（2019秋?宜兴市期末）如图所示的四幅图，甲、乙实验中与汽油机压缩冲程原理相同的是图　 　所示的演示的实验；丙、丁两图中表示汽油机做功冲程的是图　 　。一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒内做功　 　次，汽油的热值为4.6×107J/kg，完全燃烧200g汽油放出的热量为　 　J。
乙
丙
20
9.2×106
谢谢聆听