1、第节第节 热热 机机第十四章第十四章 内能的利用内能的利用 义务教育教科书义务教育教科书 人教版人教版 物理物理 九年级（全一册）九年级（全一册）热蒸汽热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁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。重的体力劳作中解放出来。蒸汽机蒸汽机带来一场革命！带来一场革命！第一次工业革命！第一次工业革命！世界上第一台蒸汽机是由古希世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家腊数学家希罗希罗于于 1 1 世纪发明的汽转世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。球，但它只不过是一个玩具而已。瓦特瓦特在前人的启迪下，对蒸汽在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在
2、工业上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能源新时代，标志着工业革命的开始。始。其实，瓦特观察水壶中的水烧其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。是一个善意的杜撰。向瓦特致敬！向瓦特致敬！蒸汽机的遗憾蒸汽机的遗憾体积太庞大体积太庞大用什么来代替用什么来代替高温高压的水蒸气高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就呢？那样，锅炉就可以不要啦！可以不要啦！想一想想一想最早的汽车（最早的汽车（1886年）年）汽车中的巨无霸汽车中的巨无霸（额定核载（额定核载36
3、0吨）吨）内燃机内燃机电气时代电气时代第二次工业革命第二次工业革命 最快的汽车（最快的汽车（1 600 km/h）第一次先学后教：第一次先学后教：自学内容：自学内容：课本课本“热机热机”内容内容自学时间：自学时间：2min2min自学任务：自学任务：1 1、什么叫做热机？、什么叫做热机？2 2、热机的种类有哪些？、热机的种类有哪些？3 3、热机是由、热机是由_能转化为能转化为_能能自学要求：自学要求：脱离课本能回答以上问题。脱离课本能回答以上问题。实验：观察下面的实验现象，并解释你看实验：观察下面的实验现象，并解释你看到的现象到的现象。你看到了什么现象？在这个过程中能量是你看到了什么现象？在这
4、个过程中能量是如何转化的？如何转化的？塞子冲出的过程中，能量的转化：塞子冲出的过程中，能量的转化：燃料的燃料的_能能水蒸气的水蒸气的_塞子运动的塞子运动的_;化学化学内能内能机械能机械能内内机械机械做功做功燃烧燃烧定义：定义：热机是将燃料燃烧产生的高热机是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的温、高压燃气的内能内能转化为转化为机械能机械能装置。装置。内能内能机械能机械能利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内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。燃机、汽轮机、喷气发动机等。蒸汽机车蒸汽机车 蒸汽机车蒸汽机车 喷气发动机喷气发动机 火箭发动机火箭发动机 火电站的汽轮机火电
5、站的汽轮机2热机的种类热机的种类内燃机分为内燃机分为汽油机汽油机和和柴油机柴油机两大类两大类使用汽油作为使用汽油作为燃料的叫燃料的叫汽油机汽油机。使用柴油作为使用柴油作为燃料的叫燃料的叫柴油机柴油机。内燃机的分类内燃机的分类第二次先学后教：第二次先学后教：自学内容：自学内容：汽油机的构造及工作原理汽油机的构造及工作原理自学时间：自学时间：6min自学任务：自学任务：1.1.认识汽油机各部分构造。认识汽油机各部分构造。2.2.什么叫一个冲程什么叫一个冲程?汽油机的四个冲程分别是汽油机的四个冲程分别是什么什么?3.3.认识汽油机的工作过程认识汽油机的工作过程.4.4.四个冲程中，哪些冲程发生了能量
6、的转化？四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？能量是怎样转化的？能量是怎样转化的？自学要求：自学要求：脱离课本能回答以上问题。脱离课本能回答以上问题。1构造构造二、汽油机二、汽油机一种常见的内燃机剖面图一种常见的内燃机剖面图汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴2工作过程工作过程二、汽油机二、汽油机1在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？2哪个冲程使汽车获得动力？哪个冲程使汽车获得动力？3哪个冲程排出了汽车的尾气？哪个冲程排出了汽车的尾气？4老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为老式摩托在启动时，需
7、踏动启动杆，这是为什么？什么？5现代汽车里的现代汽车里的“马达马达”起什么作用？起什么作用？想想议议想想议议1在四个冲程中，哪些冲程发生了在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化能量的转化？想想议议想想议议乙乙 压缩冲程：压缩冲程：活塞压缩气体做功，气体活塞压缩气体做功，气体温度升高，内能增加，机械能转化为内温度升高，内能增加，机械能转化为内能。能。丙丙 做功冲程：做功冲程：高温高压气体对活塞做功，高温高压气体对活塞做功，气体温度降低，内能减少，内能转化为气体温度降低，内能减少，内能转化为机械能。机械能。小结：小结：汽油机一个工作循环包括汽油机一个工作循环包括 个个 冲程，活塞往复冲程，活塞往复
8、 次，曲轴和飞轮转次，曲轴和飞轮转_圈，有圈，有 次能量转化，做功次能量转化，做功_次次。42212判断判断：一开一闭一开一闭 上排下吸上排下吸 两个关闭两个关闭 上压下做上压下做 归纳小结归纳小结汽油机工作特点：汽油机工作特点：四个冲程，一次循环，曲轴两圈，一次做功。四个冲程，一次循环，曲轴两圈，一次做功。第三次先学后教：第三次先学后教：自学内容：自学内容：柴油机的构造及工作原理柴油机的构造及工作原理自学时间：自学时间：5min自学任务：自学任务：1 1、柴油机的构造有哪些？、柴油机的构造有哪些？2 2、柴油机与汽油机的异同？、柴油机与汽油机的异同？自学要求：自学要求：脱离课本能回答以上问题
9、。脱离课本能回答以上问题。柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。压缩空气直接点燃柴油。柴油机柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入喷油嘴。吸入物质也只有空气，物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出喷油嘴喷出的雾状柴油的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。遇到热空气就立刻燃烧起来。汽油机和柴油机的优缺点汽油机和柴油机的优缺点相同点：相同点：燃料在燃料在_里燃烧。里燃烧。
10、能量转化：能量转化：_工作冲程：工作冲程：_一个工作循环中四个冲程，活塞往复一个工作循环中四个冲程，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。两次，飞轮转动两周，做功一次。相同点相同点1、基本构造和主要部件的作用相似。、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、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。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、四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮，其余三个冲程靠飞轮惯性惯性完成。完成。4、一个工作冲程中，活塞往复两次，飞、一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，
11、做功一次。轮转动两周，做功一次。汽油机和柴油机汽油机和柴油机不同点不同点1、构造不同：构造不同：汽油机气缸顶有汽油机气缸顶有火花塞火花塞，而柴油，而柴油机气缸顶部有机气缸顶部有喷油嘴喷油嘴。2、燃料不同：燃料不同：汽油机的燃料是汽油机的燃料是汽油汽油，而柴油机，而柴油机的燃料是的燃料是柴油柴油。3、吸气不同：吸气不同：汽油机吸进汽油机吸进汽油和空气的混合气汽油和空气的混合气体体，柴油机只吸进，柴油机只吸进空气空气。4、点火不同：点火不同：汽油机属汽油机属点燃式点火点燃式点火，柴油机属柴油机属压燃式点火压燃式点火。热机效率：热机效率：汽油机的效率：汽油机的效率：2030%柴油机的效率：柴油机的效
12、率：3045%汽油机和柴油机汽油机和柴油机内燃机内燃机汽油机汽油机柴油机柴油机燃料燃料汽油汽油柴油柴油构造构造火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴吸气冲程吸气冲程吸入空气和汽油吸入空气和汽油的混合物的混合物吸入空气吸入空气压缩冲程压缩冲程压缩程度小，燃压缩程度小，燃料混合物的压强料混合物的压强和温度高和温度高压缩程度大，空压缩程度大，空气的压强和温度气的压强和温度更高更高点火方式点火方式点燃式点燃式压燃式压燃式主要特点主要特点轻巧、效率低轻巧、效率低笨重、效率高笨重、效率高应用应用汽车、飞机汽车、飞机轮船、载重汽车轮船、载重汽车不同点：不同点：柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、柴油机比较笨重，主要
13、用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。火车轮船上。汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。柴油发动机与汽油发动机相比热效率高柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。发动机轿车的推广使用具有重大意义。汽油机和柴油机的优缺点汽油机和柴油机的优缺点2.某四冲程汽油机某四冲程汽油机,曲轴转速曲轴
14、转速1200转转/分分,则该汽油机每则该汽油机每秒做功秒做功 次次,有有 个冲程个冲程,飞轮转飞轮转 周周.1.单缸四冲程内燃机完成单缸四冲程内燃机完成40个冲程个冲程,关于做功和飞轮关于做功和飞轮转动的情况转动的情况,下列说法正确的是下列说法正确的是()A.做功做功10次次,飞轮转飞轮转40周周B.做功做功40次次,飞轮转飞轮转20周周C.做功做功10次次,飞轮转飞轮转20周周D.做功做功20次次,飞轮转飞轮转10周周 C104020练一练练一练3.四冲程汽油机四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是由机械能转化为内能的是()冲程冲程,做功冲程是做功冲程是()能转化为能转化为()能能.4.某四冲
15、程汽油机飞轮的转速是某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则则它每秒钟对外做功它每秒钟对外做功()次次.5.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的()来完成来完成压缩压缩内能内能机械机械30惯性惯性6内燃机压缩冲程中内燃机压缩冲程中 能转化为能转化为 ；在做功冲程中在做功冲程中 能转化为能转化为 能。能。机械机械内能内能机械机械内内5请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程中的主要不同之处。中的主要不同之处。练一练练一练7依靠飞轮惯性完成的冲程是（依靠飞轮惯性完成的冲程是（）B C DADBC练一练练一练8汽油机在压缩冲程中
16、工作物质被压缩，汽汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（缸中的（）A压强增大，温度降低压强增大，温度降低 B压强减小，温度升高压强减小，温度升高 C压强增大，温度升高压强增大，温度升高 D压强减小，温度降低压强减小，温度降低C练一练练一练9汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是是（）A柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空汽油机吸入的是空气气B在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的C柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高机里的高D在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高机的高C练一练练一练热机是利用内能做功的机器热机是利用内能做功的机器内燃机分为汽油机和柴油机两大类内燃机分为汽油机和柴油机两大类汽油机和柴油机的异同汽油机和柴油机的异同课堂小结课堂小结
