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第1節 熱 機
第二章 改變世界的熱機
1.知道熱機的原理。（素養）
2.了解熱機的能量轉化過程。（重點）
3.了解內能的利用在人類發展史上的重要意義。
我們知道，燃料燃燒時要釋放出大量的內能，為了有效地利用這些內能為人類服務，人們制成了將內能轉化為機械能的機器――這就是我們今天要學習的熱機。
蒸汽機為什么能提供動力？它的物理原理是什么？
圖2-1-2 瓦特設計的蒸汽機
知識點一：利用內能來做功
如圖所示，在試管內裝些水，用帶玻璃管的膠塞塞住，在玻璃管口處放一個用紙做成的小葉輪，加熱試管使水沸騰，觀察現象。
實驗探究
內能轉化為機械能
（1）進行實驗
(2)現象分析
① 現象一：葉輪轉動。
原因：試管內的水沸騰，水蒸氣向外膨脹，推動葉輪轉動。
② 現象二：玻璃管口出現“白霧”。
原因：水蒸氣膨脹對外做功，內能減少，溫度降低，其中的水蒸氣液化形成“白霧”。
(3)歸納總結
由上述實驗可知，可以利用某些設備把內能轉化為機械能，即內能可以用來做功。
實驗透析
1. 實驗中的能量轉化過程：
2. 實驗中的能量轉移和轉化過程：
3. 物態變化： 汽化和液化 。
(1)燃料燃燒：化學能轉化為內能。
(2)葉輪轉動：內能轉化為葉輪的機械能。
燃料→試管→管內的水和水蒸氣→葉輪。
能量轉化：燃料的化學能 內能 機械能。
熱機
概念：通過燃料燃燒獲取內能并轉化為機械能的裝置。
燃燒
做功
如圖所示，在橡膠塞受到水蒸氣的壓力而沖出的過程中，以下說法正確的是 ( )
A. 試管口出現的“白霧”是氣體
B. 水蒸氣對外做功，內能增加
C. 水蒸氣的溫度升高
D. 這個實驗基本展示了熱機的工作原理
D
知識點二：蒸汽機
蒸汽機是最早的熱機。利用蒸汽做功，可追溯到古希臘時期。但直到1769年，瓦特（James Watt,1736—1819）改進、完善了蒸汽機，發明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，設計了通過活塞直線運動帶動飛輪圓周運動的連接裝置，解決了動力傳輸問題，才使蒸汽機成為帶動其他機器運轉的動力機器。
蒸汽機的工作原理：將燃料的化學能轉化為水蒸氣的內能，再由水蒸氣膨脹做功，把內能轉化為機械能。
蒸汽機的工作過程:
燃料燃燒，在蒸汽鍋爐中，水沸騰形成蒸汽，通過管道被送入汽缸，受滑塊閥門控制交替進入汽缸的左側和右側，推動活塞運動。
知識點三：形形色色的熱機
現代熱機的種類繁多，構造各異。水蒸氣可以推動汽缸中的活塞運動，最早的鐵路機車就是以這種蒸汽機作為動力的。
瓦特改進了蒸汽機
蒸汽機車曾是鐵路運輸的主要動力裝置
現代熱機的種類繁多，構造各異。水蒸氣可以推動汽缸中的活塞運動，最早的鐵路機車就是以這種蒸汽機作為動力的。
蒸汽機車曾是鐵路運輸的主要動力裝置
水蒸氣可以推動汽缸中的活塞運動，最簡單的輪機如圖左。
最簡單輪機
現代火力發電汽輪機
汽輪機廣泛應用在現代大型火力發電廠中、大型艦船以及內燃機車上。
火力發電汽輪機
汽輪機廣泛應用在現代大型火力發電廠中、大型艦船以及內燃機車上。
我國的岳陽艦
我國的青島艦
在機車、汽車、農用機械中，廣泛使用著汽油機和柴油機等內燃機。
我國內燃機車
我國載重汽車
在航空航天中已經使用更加高效的噴氣發動機和火箭發動機。
長征五號運載火箭
長征七號火箭
1.熱機的廣泛使用已成為一個國家工業化程度的標志，但同時熱機的大量使用也給我們的環境帶來巨大的破壞.下列機械不是使用熱機的是 ( )
C
A.普通的家用轎車 B.噴氣式戰斗機
C.電動公交車 D.“神舟”火箭
2.下列說法正確的是 （ ）
A.熱機的出現推動了18世紀的工業革命，又伴隨工業革命的發展而發展
B.熱機的出現解決了人們對能源的需求
C.熱機就是今天的所有機械
D.熱機是英國的物理學家瓦特和牛頓共同設計的
A
1.利用內能來做功——減少物體內能可以做功
熱機是通過燃料燃燒獲取內能并轉化機械能的裝置。
熱機原理：燃料的化學能通過燃燒獲取內能，內能通過做功轉化為機械能。
2.蒸汽機是最早的熱機。瓦特改進、完善了蒸汽機。發明了冷凝器、蒸汽汽缸；設計了通過活塞直線運動帶動飛輪圓周運動裝置。解決動力傳輸問題。
3.形形色色的熱機：最簡單的輪機、內燃機、噴氣發動機、火箭發動機。

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