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14.1 熱機(教學課件)(共42張PPT)——初中物理人教版九年級全一冊

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  1. 二一教育資源

14.1 熱機(教學課件)(共42張PPT)——初中物理人教版九年級全一冊

資源簡介

(共42張PPT)
第1節 熱機
第十四章 內能的利用
人教版初中物理九年級全一冊
目錄
新課導入
新課教學
01
02
經典例題
課堂練習
03
04
課前導入
復習:
做功改變內能的實質是什么?
問題:
下面的圖片中,他們運行的能量來自于哪里?
汽車奔馳
噴氣式飛機
大型客輪
課前導入
觀察與思考
視頻告訴我們,在一個密閉容器內,容器內氣體吸收熱量,內能增大,氣體壓力增大,當壓力增大到一定程度時,氣體就可以把“蓋”頂開,對蓋做功。
模擬上述實驗,如果能制成一臺,可以利用內能對外做功的機器,就可以很好地減輕人們的勞動負擔,提高工作效率。這就是熱機。
新課教學
01
一、熱機
把由燃料燃燒產生的高溫高壓氣體,氣體的內能轉化為機械能的機器,統稱為熱機。
熱機工作原理
燃料的化學能 ,
水蒸氣
使機械獲得動力
轉化為內能
內能轉變成機械能
1.熱機定義:
利用內能做功的機械
2.工作原理:
熱機利用內能做功,將內能轉化為機械能。
3. 熱機種類:
蒸氣機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等
最早的汽車(1886年)
蒸汽機
蒸汽機帶來第一次工業革命!
 熱蒸汽提供了強大的推力,把人們從繁重的體力勞作中解放出來。
1814年,英國人史蒂芬孫把瓦特的蒸汽機裝在火車上,蒸汽機的體積龐大、效率很低
最早的汽車(1886年)
汽車中的巨無霸
(額定核載360噸)
最快的汽車(1 600 km/h)
燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機——內燃機
4.內燃機
(1)工作原理:燃料直接在發動機氣缸內燃燒,產生高溫高壓的燃氣,燃氣對外做功,把內能轉化成機械能。
(2)種類:
汽油機、柴油機
使用汽油作為燃料的叫汽油機。
使用柴油作為燃料的叫柴油機。
蒸汽機車
內燃機車
噴氣發動機
火箭發動機
火電站的汽輪機
熱機的種類:
二、汽油機
汽油機的構造
由氣缸、火花塞、進氣門、排氣門、活塞、曲軸、連桿組成。
沖程:活塞從氣缸的一端運動到另一端的過程。
進氣門
排氣門
火花塞
活塞
連桿
曲軸
氣缸
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
1.汽油機的工作過程
一個工作循環:包括四個沖程
2.吸氣沖程
進氣門打開,排氣門關閉,活塞由上端向下運動,汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。
3.壓縮沖程
進氣門和排氣門都關閉,活塞向上運動,燃料混合物被壓縮,壓強增大,溫度升高。
4.做功沖程
在壓縮沖程未尾,火花塞產生電火花,使燃料猛烈燃燒,產生高溫高壓的燃氣。高溫高壓燃氣推動活塞向下運動,并通過連桿帶動曲軸轉動。
5.排氣沖程
進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上運動,把廢氣排出氣缸。
6.一個完整的工作過程
汽油機比較輕巧,噪音較低,常用在汽車、飛機和小型農業機械(如插秧機、機動噴霧器)上面。
1.在四沖程汽油機的四個沖程中,壓縮沖程和做功沖程各發生了怎樣的能量轉化?
2.哪個沖程使汽車獲得動力?
3.哪個沖程排出了汽車的廢氣?
壓縮沖程:機械能轉化為內能
做功沖程:內能轉化為機械能
排氣沖程
做功沖程
想一想
三、柴油機
柴油機的構造
由氣缸、噴油嘴、進氣門、排氣門、活塞、曲軸、連桿組成。
進氣門
排氣門
噴油嘴
活塞
連桿
曲軸
氣缸
1.吸氣沖程
進氣門打開,排氣門關閉,活塞由上端向下運動,空氣進入氣缸。
消耗機械能。
2.壓縮沖程
進氣門和排氣門都關閉,活塞向上運動,活塞把空氣的體積壓縮得很小,空氣的壓強增大,溫度升高,該沖程末,缸內空氣的溫度已經超過柴油的燃點。
機械能轉化為內能。
3.做功沖程
從噴油嘴噴出霧狀柴油,柴油遇到熱空氣立即燃燒起來,高溫高壓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
進氣門關閉,排氣門打開,活塞向上運動,把廢氣排出氣缸。
消耗機械能。
5.一個完整的工作過程
柴油比汽油便宜,但柴油比較笨重,主要應用在載重汽車、火車、拖拉機、坦克、輪船上,有的地方還用它帶動發電機發電。
四、汽油機與柴油機的異同
1.相同點:
1.基本構造和主要部件作用相似。
2.每個工作循環都一樣,有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。
3.四個沖程中,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,曲軸轉動兩圈,飛輪轉兩圈,做功一次。
2.不同點:
1.構造不同:汽油機汽缸頂部有火花塞,而柴油機汽缸頂部有噴油嘴。
2.燃料不同:汽油機燃燒汽油,而柴油機燃燒柴油。
3.吸氣沖程不同:汽油機吸進汽油和空氣和燃料混合物,柴油機只吸進空氣。
4.點火方式不同:汽油機屬點燃式點火,柴油機屬壓燃式點火。
四、汽油機與柴油機的異同
內燃機 項目 汽油機 柴油機
燃料 汽油 柴油
構造
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
主要特點
主要用途
火花塞
噴油嘴
汽油和空氣的混合物
空氣
壓縮程度小
壓縮程度大
點燃式
壓燃式
輕巧、效率較低
笨重、效率較高
小汽車和小型農業機
械、低速飛機等
載重汽車、
拖拉機、火車、輪船等
柴油機和汽油機的異同
典例分析
1.如圖所示,用酒精燈給試管中的水加熱,水溫上升,直至沸騰一段時間后,會看到試管口的橡皮塞被沖出。下列描述正確的是(  )。
A. 試管中的水在升溫過程中是通過做功的方式增加內能的;
B. 試管中的水沸騰時吸收熱量,溫度升高;
C. 水蒸氣對橡皮塞做功,水蒸氣的內能增加;
D. 水蒸氣對橡皮塞做功,其能量轉化與汽油機做功沖程的
能量轉化相同
D
典例分析
【解析】A.試管中的水在升溫過程中是通過熱傳遞的方式增加內能的,故A錯誤;
B.試管中的水沸騰時吸收熱量,溫度不變,故B錯誤;
C.水蒸氣對橡皮塞做功,水蒸氣的內能減小,故C錯誤;
D.水蒸氣對橡皮塞做功,將內能轉化為機械能,其能量轉化與汽油機做功沖程的能量轉化相同,故D正確。
故選D。
典例分析
2.圖是四沖程汽油機其中一個沖程的工作示意圖,它表示的是( )。
A. 吸氣沖程 B. 壓縮沖程 C. 做功沖程 D. 排氣沖程
C
典例分析
【解析】如圖所示,進氣門排氣門都關閉,活塞向下運動,火花塞處有火花,是做功沖程,故C符合題意,ABD不符合題意。
故選C。
典例分析
  3.依靠飛輪慣性完成的沖程是( )
BCD
A
D
B
C
典例分析
   4.汽油機在壓縮沖程中工作物質被壓縮,汽缸中的( )
   A.壓強增大,溫度降低
   B.壓強減小,溫度升高
   C.壓強增大,溫度升高
   D.壓強減小,溫度降低
C
典例分析
  5.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
課堂練習
1.小汽車已成為大多數家庭出行代步的工具,其發動機大多數為汽油機,下列有關汽油機的說法正確的是( )。
A.汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣;
B.汽油機的效率一般比柴油機的效率高;
C.汽油機的點火方式是壓燃式;
D.汽油機的壓縮沖程是把機械能轉化為內能
D
課堂練習
【解析】A.汽油機的吸氣沖程吸入的是空氣和汽油的混合物,故A錯誤;
B.柴油機是壓燃式,一般是柴油機的效率高,故B錯誤;
C.汽油機的點火方式是用火花塞點火,故C錯誤;
D.汽油機的壓縮沖程中,活塞向上運動,壓縮空氣和汽油的混合物,混合物內能增大,溫度升高,是把機械能轉化為內能,故D正確。
故選D。
課堂練習
2.關于熱機,下列說法正確的是(  )。
A .汽油機氣缸頂部有噴油嘴,柴油機氣缸頂部有火花塞;
B .汽油機在吸氣沖程中,將空氣吸入氣缸;
C .熱機是利用內能做功的裝置,可將內能轉化為機械能;
D .一般情況下汽油機的壓縮比大于柴油機,其功率也更大
C
課堂練習
【解析】A .汽油機是點燃式,氣缸頂部有火花塞,柴油機吸氣沖程吸入是空氣,燃料通過噴油嘴噴入氣缸內,氣缸頂部有噴油嘴,故 A 錯誤;
B .汽油機在吸氣沖程中,將汽油與空氣的混合氣體吸入氣缸,故 B 錯誤;
C .熱機是利用內能做功的裝置,燃料燃燒產生高溫高壓的氣體,推動活塞做功,可將內能轉化為機械能,故 C 正確;
D .一般情況下柴油機的壓縮比大于汽油機,其功率也更大,故 D 錯誤。
故選 C 。
課堂小結
概念
能量轉化情況
內燃機
汽油機
柴油機
構造
一個工作循環
能量轉化
熱機
感謝觀看
THANK YOU

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