1、人教版 九年级 第十四章 内能的利用 第1节 热机导学案【学习目标】 1.通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。 2.了解四冲程汽油机、柴油机的基本结构和工作原理。【学习重点】：1.知道利用内能可以做功 2.理解汽(柴)油机的工作过程。【学习难点】：对四冲程汽油机的工作原理的理解 【自主预习】阅读课本第1820页内容，完成下列填空： 1热机是将 内能 能转化为 机械 能的机械。常见的热机有 蒸汽 机、 内燃 机、汽轮机 机 喷气式发动 机。2内燃机的工作原理：燃料（汽油或柴油）在汽缸里面燃烧时生成 高温、高压 的燃气，用来推动活塞 做功 。(3)汽油机的构造：由进气门、 排气门 、火花塞、
2、汽缸、 活塞 、连杆、曲轴、等组成的。(4)活塞在汽缸内 运动 时，从汽缸的一端运动到另一端的 过程 叫做一个 冲程 。(5)汽油机工作过程是 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。【合作探究】探究活动一：演示酒精灯对试管中的水加热时，水内能的变化。 1.思考：来源:163文库（1）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？_增加_。（2）当加热一段时间后，看到什么现象？_试管塞被推出_。 （3）木塞被顶开，是谁对它做了功？_水蒸气_。 （4）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？内能。（6）水蒸气膨胀对外做功时，_内能_减少、温度
3、_降低_，从而使水蒸气遇冷_液化_成小水滴。（7）从能量转化角度看：活塞能被弹起，是因为气体的_内能_能转化为活塞的_机械_能。提示：上面的装置就是一个简单原始的热机。2. 热机利用内能的过程：燃料的_化学_能通过燃烧的方式转化成_内_能，又通过做功的方式把_内_能转化为_机械_能。热机应用历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有_汽油机_及_柴油机_等，大多数交通工具，都使用它们作动力。探究活动二：汽油机的工作过程各小组看图14.1-4说出四个冲程的工作过程。 1、吸气冲程特点：活塞：向_下运动。进气门：_开_。排气门： 关_。2、压缩冲程特点：活塞：向_上_运动。进气门：_关_。排气门：_关_。_
4、能转化为_能。3、做功冲程特点：活塞：向_下_运动。进气门：_关_。排气门：_关_。气体的_内_能转化为活塞的机械能4、排气冲程特点：活塞：向_上_运动。进气门：_关_。排气门：_开_。探究活动三：柴油机与汽油机的异同相同点：燃料都是在汽缸内部燃烧，一个工作循环都是四个一样的冲程，能量转化是一样的；不同点：燃料不同；结构：汽油机的汽缸顶部是_火花塞_，柴油机的汽缸顶部是_喷油嘴_；汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气；点火方式：柴油机的是_压燃式_，汽油机是_点燃式_。 【精讲点拨】（1)每个工作循环飞轮转 2 周,完成 4 个做功冲程(2)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气
5、对外做功,其他三个辅冲程不但不做功,还要消耗机械能(3)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程做功提供基础(4)依靠 飞轮 的惯性完成吸气、压缩、排气冲程【归纳整理】相同点能量转化方式都是把内能转化为机械能工作过程都有四个冲程：吸气、压缩、做功、排气。不同点吸气冲程：汽油机吸入是的汽油与空气的混合物。柴油机吸入的是纯净的空气。压缩冲程：汽油机在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是“点燃式”；柴油机在压缩冲程结束时，汽缸内的温度已超过柴油的燃点，此时，喷油嘴喷出雾状的柴油，遇到热空气马上燃烧，是“压燃式”【当堂练习】1.（2019 四川省乐山）下列说法正确的是（）A. 两个削平的
6、铅块被紧压在一起不易分开，是因为分子间只有引力，没有斥力B. 腌制咸鸭蛋，利用了分子在不停地做有规则运动C. 内燃机的压缩冲程，将机械能转化成内能D. 常用水作汽车发动机的冷却液，是因为水的比热容较小【答案】C【解析】A选项中，分子间的引力与斥力总是同时存在的；故A错。 B选项中，腌制咸蛋，是利用分子不停做无规则运动；故B错。 C选项中，内燃机压缩冲程，活塞往上运动，压缩气缸内的气体，活塞对气缸内的气体做功，活塞的机械能转化为气体的内能；故C正确。 D选项中，水因为比热容大常常用作冷却液；故D错。 2.（2019 无锡市）如图所示，用电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体，能将盒盖喷出很远。此过程
7、中的能量转化方式与汽油机的哪一个冲程相似（ ） A. 压缩冲程 B. 吸气冲程 C. 排气冲程 D. 做功冲程【答案】D【解析】按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，消耗燃气的内能，变成盒盖的机械能，故是将内能转化为机械能的过程；四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程，将内能转化为机械能。3.（ 2019 上海市）四冲程柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）A吸气冲程B压缩冲程C做功冲程D排气冲程【答案】C【解析】在四冲程汽油机的工作过程，四冲程汽油机工作过程中，有两次能的转化，其中压缩冲程把机械能转化为内能，做功冲程把内能
8、转化为机械能，因此本题选C。4.（2019 山东枣庄市）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【答案】C【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能；故选C。5.（2019 广东省）某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为_冲程工作示意图，活塞向_运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为_。【答案】压缩 ； 上； 内能。【解析】由图知，进气门、排气门均关闭，活塞有向
9、上标志（或火花塞没有火花），所以该图为汽油机的压缩冲程工作示意图，压缩冲程对应活塞是向上运动的，此时燃料混合物被压缩，燃料混合物的温度升高，内能增加，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能。6.(2019 扬州市)如图所示是汽油机的_冲程。在压缩冲程中，是通过_方式增加燃气的内能。汽油机的转速为 3000r/min，则 ls 内汽油机对外做功_次。【答案】 (1). 做功 (2). 做功 (3). 25【解析】进气口、出气口关闭，活塞向下，为做功冲程；压缩冲程时通过做功的方式增加其他内能；3000r/min则每秒钟转50转，一个完整的过程包含四冲程两转一对外做功，则可知对外做功25次。7.（201
10、9 甘肃省武威市）如图所示是汽油机的_冲程。【答案】做功【解析】由图知，两气门都关闭，火花塞冒出电火花，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程。 故答案为：做功。本题应抓住汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。做功冲程：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，火花塞冒出电火花。8.(2019 苏州市)如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同；某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了体4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为 (汽油热值为46107J/kg)【答案】压缩；4.6107.【解析】用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，是此过程是机械能转化为内能，相当于汽油机的压缩冲程；燃烧4kg的汽油释放的热量为Q放=mq=4.6107J/kg4kg=1.84108J；汽油机的热效率为25%即被汽油机吸收的热量来做机械功的能量占总消耗能量的25%，所以被汽油机吸收的热量Q吸=1.84108J25%=4.6107J.【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。
