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物理 滬粵版
九年級上冊
第十二章 內(nèi)能與熱機
12.4 熱機與社會發(fā)展
新課引入
新課講授
課堂小結(jié)
隨堂練習
新課引入
很多人在談論汽車時，不在乎汽車的外形有多酷，汽車的價格有多少，而看重的是這輛車跑得有多快。你知道汽車是如何獲得機械能的嗎？
新課講授
知識點
一
熱機
定義
種類
我們把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置稱為熱機。
蒸汽機、汽油機、柴油機、燃氣輪機、噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機等。
燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃機。內(nèi)燃機根據(jù)所用燃料的不同分為汽油機和柴油機等。
是人類歷史上最偉大的發(fā)明之一。
熱機
蒸汽機車
火箭發(fā)動機
內(nèi)燃機車
火電站的汽輪機
噴氣發(fā)動機
能量轉(zhuǎn)化
燃料的化學能
內(nèi)能
機械能
燃燒
做功
知識點
二
汽油機
概述
汽油機是用汽油作燃料，使汽油在機器內(nèi)部燃燒，從而將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的一種熱機。它常用在汽車、飛機、摩托車和小型農(nóng)業(yè)機械上。
單缸汽油機的主要部件
認識汽油機
部件名稱 作用
氣缸 汽油在氣缸的頂部燃燒從而產(chǎn)生高溫、高壓燃氣
活塞 在氣缸內(nèi)，高溫、高壓燃氣推動活塞做功，將燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
連桿和 曲軸 連桿跟活塞相連，曲軸通過傳動裝置（圖中未畫出）跟工作機相連，將活塞的動力傳給工作機
進氣門 汽油和空氣形成的燃料混合氣的進口
排氣門 燃料燃燒后廢氣的出口
火花塞 點火裝置，能產(chǎn)生電火花使燃料混合物猛烈燃燒
工作過程
單缸汽油機
四缸汽油機
沖程：汽油機工作時，活塞在氣缸里做往復運動，活塞從氣缸的一端運動到另一端叫一個沖程（也叫“行程”）。
工作過程
吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，將汽油和空氣的混合氣吸入氣缸。
壓縮沖程：進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞由下向上運動，壓縮混合氣，使混合氣的溫度升高。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
做功沖程：在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生火花，混合氣猛烈燃燒，形成高溫、高壓氣體推動活塞向下，對外做功。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
排氣沖程：進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，將廢氣排出。
在四個沖程中，只有做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，其他三個沖程均為輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成動作。
工作過程
在四個沖程中，只有做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，其他三個沖程均為輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成動作。
典例
典例
（1）在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化？
壓縮沖程：
機械能
內(nèi)能
做功沖程：
機械能
內(nèi)能
（2）哪個沖程獲得動力？
做功沖程
觀察與思考
知識點
三
柴油機
排氣門
進氣門
噴油嘴
氣缸
活塞
連桿
曲軸
構(gòu)造
柴油機的工作過程也分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
工作過程
常考點：汽油機和柴油機的異同點比較
比較 汽油機 柴油機
燃料
汽油
柴油
一個工作循環(huán)
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
吸入汽油和空氣的混合物
只吸入空氣
壓縮程度較小
（機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能）
壓縮程度較大
（機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能）
點燃式
（內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能）
壓燃式
（內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能）
排出廢氣
排出廢氣
輕巧、效率較低
笨重、效率較高
小汽車、飛機等
載重汽車、火車等
主要特點
適用范圍
信息窗
熱機效率
熱機工作時，用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率。蒸汽機的效率很低，只有6%~15%。內(nèi)燃機的效率較高，如汽油機的效率為20%~30%，柴油機的效率可達45%。
部分燃料未完全燃燒
克服摩擦消耗能量
轉(zhuǎn)化為對外做有用功的能量
廢氣排出帶走能量
機械傳熱損失能量
知識點
四
熱機與環(huán)境
熱機排出的廢氣不僅溫度高于環(huán)境溫度，而且還含有一氧化碳、二氧化氮、二氧化碳、微粒等各種對人體有害的物質(zhì)，對環(huán)境造成污染，影響人們的身體健康和動植物的生存。
危害
知識點
四
熱機與環(huán)境
措施
隨著科學技術(shù)的發(fā)展，越來越多的新技術(shù)、新材料、新工藝不斷涌現(xiàn)，如電控燃油噴射、共軌、渦輪增壓等技術(shù)的應用，混合動力汽車、電動汽車、太陽能汽車等新型汽車的研發(fā)等，都有利于節(jié)能減排和環(huán)境保護，從而更好地促進生產(chǎn)及提高人們的生活質(zhì)量。
課堂小結(jié)
隨堂練習1
A
隨堂練習2
C
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