九年级物理（第十四章 内能的利用）第1节 热 机（人教版 学习、上课课件）

第1节热机第十四章内能的利用 逐点导讲练课堂小结作业提升学习目标课时讲解1课时流程2热机汽油机柴油机 知识点热机知1－讲感悟新知11.实验探究——热机的工作原理(1)实验现象：①如图1甲所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住管口，给试管加热。②加热一段时间后，出现图乙的现象。试管内水沸腾，内部气压不断增大，增大到一定程度，将塞子冲开。 知1－讲感悟新知(2)现象分析：①现象一：塞子被冲开。②现象二：试管口出现“白雾”。(3)实验结论：实验展示了蒸汽机的工作原理。管内气体膨胀对塞子做功，气体内能减少，温度降低，其中的水蒸气液化形成白雾。 知1－讲感悟新知特别提醒：分析本实验注意以下三点：1.实验中的能量转化过程：(1)酒精燃烧：化学能转化为内能；(2)冲开塞子：内能转化为机械能。水蒸气对塞子做功时，塞子机械能增加，而水蒸气本身的内能减少。2.实验中的能量转移过程：高温燃气→试管→管内的水和水蒸气。3.实验过程中的物态变化过程：汽化和液化。 知1－讲感悟新知2.热机利用内能做功的机械。能量转化：燃料的化学能—→内能—→机械能。3.常见的热机蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。燃烧做功 知1－讲感悟新知4.内燃机燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机：汽油机、柴油机。汽油机是以汽油为燃料的内燃机；柴油机则是以柴油为燃料的内燃机。 知1－讲感悟新知特别提示：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。2.利用内能做功：使内能转化为机械能，其实质是能量的转化过程。 感悟新知知1－练[中考·自贡]如图2所示，在试管内装些水，用塞子塞住管口，将水加热一段时间后观察。例1主要现象：塞子冲开，管口出现“白气” 感悟新知知1－练(1)会发生的现象为____________________________________________________。(2)解释所发生的现象:___________________________________________________________________________________________________________________________________________________。水蒸气将塞子冲出，同时看到试管口附近有“白气”出现试管内水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，所以塞子被冲出;水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，发生液化现象，出现小水滴，即“白气” 感悟新知知1－练1.[中考·无锡]如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开，在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞______，水蒸气的一部分______能转化为软木塞的______能，利用这一原理，可以制成热机。做功内机械 知识点汽油机知2－讲感悟新知21.主要结构进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。2.四冲程汽油机的工作过程(工作示意图如图4)活塞在汽缸内往复运动时，从一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 知2－讲感悟新知冲程名称进气门排气门活塞的运动能的转化吸气冲程开闭向下压缩冲程闭闭向上机械能转化为内能做功冲程闭闭向下内能转化为机械能排气冲程闭开向上 知2－讲感悟新知 知2－讲感悟新知3.要点提示(1)四冲程汽油机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程不断循环来保证连续工作的。(2)四冲程汽油机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 知2－讲感悟新知(3)识别汽油机工作所处的冲程，通常采用对比法，如图4。方法解读：运用对比法识别冲程：1.区分吸气冲程与排气冲程，只需看打开哪个气门。2.识别做功冲程与压缩冲程，在确定两个气门都关闭的前提下，只需看活塞的运动情况。活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动为做功冲程。 知2－讲感悟新知 感悟新知知2－练[中考·巴中]下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是()例2C 感悟新知知2－练解析：首先明确在汽油机的四个冲程中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其余三个冲程都是利用惯性来完成的。 感悟新知知2－练一、判断各图对应的冲程二、确定选项：做功冲程不是利用惯性来完成的。图序号气门的关闭活塞的运动冲程A进气门开、排气门关向下吸气冲程B进气门关、排气门开向上排气冲程C进气门关、排气门关向下做功冲程D进气门关、排气门关向上压缩冲程 感悟新知知2－练方法小结:结合气门关闭情况和活塞的运动情况，找出做功冲程，即得出答案。 感悟新知知2－练2.［中考·玉林］如图6所示是一台四冲程汽油机的________(填“压缩”或“做功”)冲程，这个冲程是通过________(填“做功”或“热传递”)的方式改变汽缸内气体的内能。压缩做功 知识点柴油机知3－讲感悟新知31.主要结构进气门、排气门、喷油嘴、汽缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。2.利用对比法分析柴油机和汽油机的不同点 知3－讲感悟新知机种项目汽油机柴油机构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油 知3－讲感悟新知工作冲程吸气冲程吸进汽油和空气的混合物吸进空气压缩冲程混合物被压缩后，压强达6~15atm，温度达250~300℃空气被压缩后，压强达35~45atm，温度达500~700℃做功冲程火花塞点火燃料燃烧，即点燃式喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温空气燃烧，即压燃式用途轻巧、体积小，常用于汽车、轻型飞机等笨重、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克、带动发电机发电等 知3－讲感悟新知3.柴油机和汽油机的相同点各冲程中能量转化情况相同。 知3－讲感悟新知延伸拓展：两种内燃机的优缺点：1.柴油机优点：热效率高，柴油机没有点火系统，故障较少等。缺点：转速较低，质量大，噪声大，启动困难等。2.汽油机优点:汽油机转速高，工作平稳，操作方便省力，质量轻，噪声小，容易启动等。缺点:燃料消耗率较高，经济性较差，排气净化指标低。 感悟新知知3－练汽油机和柴油机的主要不同是()A.在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸顶部有火花塞B.在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油C.汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火D.在压缩冲程中汽油机汽缸里的温度和压强比柴油机里的高例3C 感悟新知知3－练解题秘方：用对比法区别两种内燃机，要能找出两种内燃机的主要不同点。解析：汽油机汽缸顶部是一个火花塞，而柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，这是汽油机和柴油机在构造上的区别。此外，汽油机和柴油机吸气冲程时吸入的工作物质、压缩冲程时的压缩程度及点火方式都有所不同。 感悟新知知3－练3.下面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C 课堂小结热机热机其他热机内燃机结构柴油机汽油机工作原理、过程