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(共28張PPT)
第十章 機械能、內能及其轉化
第4節 熱機
1.通過實驗,知道利用內能可以做功,初步了解熱機的工作原理。
2.知道四沖程汽油機和柴油機的構造和工作原理。
3.通過觀察汽油機、柴油機的工作過程，能夠簡單描述它們的主要特征。
學習目標
汽車、列車、客機、艦船等在各自領域大顯神威，它們是如何獲得機械能的呢？
飛馳的汽車
高速的列車
飛行的客機
航行的艦船
新知導入
【演示實驗】在試管內裝些水，用橡膠塞塞住管口，用酒精燈將水加熱，觀察現象，該過程中涉及到哪些形式的能量之間的轉化和轉移？
【現象】塞子被試管內的熱氣推出，試管口有“白霧”生成。
新知學習
知識點一：熱機
【現象和分析】酒精燃燒時化學能轉化為內能，傳遞給水，使水的內能增大，溫度升高，產生大量水蒸氣，水蒸氣把塞子沖出去，水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能。
【結論】內能可以做功。
1.定義：將由燃料燃燒產生的高溫高壓氣體的內能轉化為機械能的機器。
2.種類：熱機的種類有很多，如蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機、火箭發動機等。
蒸汽機車
內燃機機車
噴氣發動機
火箭發動機
火電站的汽輪機
3.能量轉化：熱機工作時是把燃料燃燒釋放的內能轉化為機械能。
內燃機：燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機。
內燃機分為汽油機和柴油機兩大類。
汽油機
柴油機
1.汽油機的構造
知識點二：汽油機
2.工作原理：汽油在汽缸里面燃燒時生成高溫高壓的燃氣，推動活塞做功。活塞移動帶動曲軸轉動。
（1）沖程：活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。
（2）工作過程：汽油機通過吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環來保證連續工作。
汽油機的工作過程：
3.工作過程：汽油機的一個工作循環有四個沖程：吸氣沖程、
壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。
吸氣
壓縮
做功
排氣
（1）吸氣沖程
閥門：進氣閥 ；
排氣閥 。
活塞運動方向： 。
吸入氣體： 。
打開
關閉
向下
汽油和空氣的燃料混合物
（2）壓縮沖程：
閥門：進氣閥 ；
排氣閥 。
活塞運動方向： 。
關閉
關閉
向上
燃料混合物：壓強 ，
溫度 。
增大
升高
活塞對燃料混合物做功，燃料內能增大，溫度升高。
能量轉化：
能
能
機械
內
（3）做功沖程：
閥門：進氣閥 ；排氣閥 。
關閉
關閉
能量轉化：
能
能
內
機械
在壓縮沖程末尾，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞_____運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。
向下
（4）排氣沖程：
閥門：進氣閥 ；
排氣閥 。
活塞運動方向： 。
打開
關閉
向上
工作過程 進氣門 排氣門 活塞 說明
一 個 循 環 吸氣
壓縮
做功
排氣
關
關
開
開
關
關
關
關
向下
向下
向上
向上
機械能轉化為內能
內能轉化為機械能
吸進空氣和汽油的混合物
消耗機械能
4.對比
2.汽油機一個工作循環包括____沖程，活塞往復____次，曲軸轉動____圈，與曲軸
相連的飛輪也轉____圈，做功____次。有___次能量轉化。
1.汽油機工作的四個沖程中，只有____________燃氣對外做功，其他三個沖程都是
輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的____________來完成。必須靠外力來啟動。
做功沖程
飛輪的慣性
4
2
2
1
2
2
5.總結
1.工作原理:利用柴油在汽缸內燃燒所產生的高溫高壓的燃氣來推動活塞做功，將內能轉化為機械能。
2.柴油機的構造：
與汽油機的區別：汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。
知識點三：柴油機
3. 柴油機的工作過程
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
（1） 吸氣沖程
空氣
進氣門打開，排氣門關閉。活塞由上端向下端運動，將空氣吸進汽缸。
（2） 壓縮沖程
進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內空氣溫度已超過柴油的著火點。機械能轉化為內能。
（3）做功沖程
從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。內能轉化為機械能。
（4）排氣沖程
燃燒后的廢氣
進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出汽缸。
汽油機和柴油機的異同
汽油機 柴油機
相 同 點
不 同 點
①基本構造和主要部件的作用
②每個工作循環都經歷四個沖程
③只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成
④一個工作循環中，活塞往復兩次，飛輪轉動兩周，做功一次。
①構造
氣缸頂有火花塞
氣缸頂有噴油嘴
②燃料
汽油
柴油
③吸入物
汽油和空氣
空氣
④點火
點燃式
壓燃式
特別提醒
1.汽油機的特點和應用：
（1）特點：輕巧、效率較低
（2）應用：常用在汽車、飛機和小型農業機械等。
2.柴油機的特點和應用
（1）特點：笨重、效率較高
（2）應用：主要用在載重汽車、拖拉機、坦克等。
熱機
蒸汽機
內燃機
汽輪機
噴氣發動機
汽油機和柴油機
相同點
不同點
工作過程：吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程
汽缸頂部構造（火花塞、噴油嘴）；吸入氣體（燃氣混合物、空氣）
課堂總結
1.如圖所示，在試管內裝適量的水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，根據圖中提供的信息回答下列問題。
（1）塞子沖出試管后，因為　 　繼續向前運動；
（2）塞子被推出的過程中，　 　能轉化成　 　能，這個過程中能量轉化與熱機中的　 　沖程相同。
慣性
內
機械
做功
課堂練習
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁
2.如圖表示四沖程內燃機工作時的示意圖，一個工作循環的正確順序為（　　）
C
3.汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（ ）
A．柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣
B．在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的
C．柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高
D．在壓縮沖程末，汽油機汽缸內的溫度比柴油機的高
C

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