資源簡介

(共35張PPT)
第十四章 內(nèi)能的利用
九上物理 RJ
第2節(jié) 熱機
3. 了解內(nèi)燃機各沖程的工作狀態(tài)和能量轉(zhuǎn)化。
1. 知道熱機的概念，初步了解熱機的工作原理，體會內(nèi)能的利用對人類發(fā)展的重要作用。
2. 了解四沖程汽油機和柴油機的構(gòu)造。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
課堂導(dǎo)入
18世紀(jì)第一輛汽車問世時，它的速度只有幾千米每小時，而目前最快汽車的速度已經(jīng)超過了聲速。汽車是如何獲得機械能的呢
超聲速汽車
課堂導(dǎo)入
視
頻
瓦特改良了蒸汽機
新知探究
知識點1 熱機
演示 不同形式能量之間的轉(zhuǎn)化
視
頻
水蒸氣將橡膠塞推出試管口
水內(nèi)能↑，溫度↑，產(chǎn)生越來越多的水蒸氣，對橡膠塞的壓力↑
酒精燃燒釋放熱量
新知探究
知識點1 熱機
實驗現(xiàn)象
用酒精燈加熱試管中的水
橡膠塞沖了出去
試管口出現(xiàn)大量“白霧”
實驗分析
（化學(xué)能→內(nèi)能）
熱傳遞
（內(nèi)能→機械能）
水蒸氣內(nèi)能↓，溫度↓ ，
水蒸氣液化成小水珠（白霧）
能量轉(zhuǎn)化
酒精的化學(xué)能→水蒸氣內(nèi)能→橡膠塞的機械能
新知探究
知識點1 熱機
2.工作原理：
1.熱機：
3.種類：
利用內(nèi)能做功的機械就是熱機 ( heat engine )。
熱機利用內(nèi)能做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。
蒸汽機
內(nèi)燃機
汽輪機
噴氣發(fā)動機
汽缸
鍋爐
新知探究
知識點1 熱機
蒸汽機：
它的鍋爐與汽缸分離，是一種“外燃機”。
視
頻
汽缸
鍋爐
缺點：
體積龐大，車身笨重，熱損失大，效率很低。
往底部開孔的易拉罐內(nèi)注入酒精，在瓶口處扣上紙杯，點燃酒精后，酒精爆燃，紙杯沖出。
氣缸
燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。
4.內(nèi)燃機：
新知探究
知識點1 熱機
優(yōu)點：體積小，重量輕，啟動快，效率高。
新知探究
知識點1 熱機
內(nèi)燃機分類：汽油機和柴油機
汽油機
以汽油為燃料
柴油機
以柴油為燃料
新知探究
知識點2 汽油機
1. 構(gòu)造
進氣門
排氣門
曲軸
火花塞
氣缸
活塞
連桿
新知探究
知識點2 汽油機
2. 工作原理
汽油在氣缸里面燃燒時生成高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞做功?；钊\動帶動曲軸轉(zhuǎn)動。
3. 工作過程
（1）汽油機在工作時，活塞從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。
新知探究
知識點2 汽油機
3. 工作過程
（2）多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。
新知探究
知識點2 汽油機
吸氣沖程
進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進入氣缸。
新知探究
知識點2 汽油機
壓縮沖程
進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮。
新知探究
知識點2 汽油機
做功沖程
進氣門和排氣門都關(guān)閉，火花塞產(chǎn)生電火花，燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓氣體推動活塞向下運動對外做功。
新知探究
知識點2 汽油機
排氣沖程
進氣門保持關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。
新知探究
知識點2 汽油機
吸氣
壓縮
做功
排氣
3. 工作過程
1.在四個沖程中，壓縮沖程和做功沖程各發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化
2.哪個沖程使汽車獲得動力
3.哪個沖程排出了氣缸的廢氣
想想議議
新知探究
知識點2 汽油機
活塞的機械能轉(zhuǎn)化為混合氣體的內(nèi)能
氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能
做功沖程
排氣沖程
知識梳理
2.汽油機一個工作循環(huán)包括____個沖程，活塞往復(fù)____次，曲軸轉(zhuǎn)動____圈，做功____次，有____次能量轉(zhuǎn)化。
1.汽油機工作的四個沖程中，只有_________氣體對外做功，其他三個沖程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸的______來完成。必須靠外力來啟動。
做功沖程
慣性
4
2
2
1
2
例1.如圖甲、乙、丙、丁是單缸汽油機一個工作循環(huán)的四個沖程。以下說法不正確的（　?。?br/>A．圖乙沖程是靠飛輪的慣性來完成的
B．圖丙沖程吸入的物質(zhì)是汽油和空氣的混合物
C．圖甲是壓縮沖程，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
D．圖丁是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
典型例題
丙
乙
丁
甲
排氣沖程
壓縮沖程
吸氣沖程
做功沖程
無能量轉(zhuǎn)化
C
練習(xí)1.內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)由_____ 、_____ 、_____ 、______四個沖程組成。一臺某型號單缸四沖程汽油機的曲軸轉(zhuǎn)動速度是1200 r/min，則該汽油機每秒鐘對外做功___次。
吸氣
練習(xí)鞏固
解析：
一個工作循環(huán)包括四個沖程，曲軸轉(zhuǎn)動二圈，對外做功一次。
曲軸速度是1200 r/min= 20 r/s，所以汽油機每秒鐘對外做功 20 / 2 =10（次）。
壓縮
做功
排氣
10
新知探究
知識點3 柴油機
用柴油作燃料的內(nèi)燃機叫作柴油機。請閱讀課本關(guān)于柴油機的內(nèi)容，回答以下問題：
1.柴油機與汽油機在構(gòu)造上有什么不同？
2.二者的吸氣沖程有什么不同？
3.二者的壓縮沖程末的工作狀態(tài)有什么不同？
4.柴油機相比于汽油機有哪些優(yōu)勢？有哪些劣勢？
5.二者在工作過程中有哪些相同點？
新知探究
知識點3 柴油機
視頻
新知探究
噴油嘴
知識點3 柴油機
火花塞
柴油機
汽油機
1. 構(gòu)造
新知探究
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
知識點3 柴油機
2. 工作過程
汽油機與柴油機區(qū)別
知識梳理
汽油機 柴油機
構(gòu)造 氣缸頂部有火花塞 氣缸頂部有噴油嘴
燃料 汽油 柴油
工作過程 吸氣沖程 吸進汽油和空氣的混合物 吸進空氣
壓縮沖程 混合物被壓縮后，壓強較小，溫度較低 空氣被壓縮后， 壓強較大，溫度較高
做功沖程 火花塞點火，燃料燃燒， 即點燃式 噴油嘴噴出霧狀柴油，遇高溫空氣燃燒，即壓燃式
用途 輕巧、體積小，常用于汽車、輕型飛機等 笨重、功率大，主要用于載重汽車、輪船、坦克、帶動發(fā)電機發(fā)電等
例2.關(guān)于熱機，下列說法正確的是（?。?br/>A．汽油機氣缸頂部有噴油嘴，而柴油機氣缸頂部有
火花塞
B．柴油機在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合物吸
入氣缸
C．汽油機在做功沖程中，進氣門關(guān)閉，排氣門打開
D．汽油機在做功過程中，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
典型例題
空氣
D
關(guān)閉
熱機
汽油機
柴油機
蒸汽機
課堂小結(jié)
構(gòu)造
工作原理
工作過程
應(yīng)用
汽輪機
內(nèi)燃機
噴氣發(fā)動機
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分。
燃油汽車由發(fā)動機、底盤、車身
和電氣設(shè)備四大部分組成。發(fā)動機把
燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能變?yōu)闄C械能，再
通過底盤上的傳動機構(gòu)，將動力傳給
車輪，使汽車行駛。電氣設(shè)備的作用
主要是產(chǎn)生電火花以點燃?xì)飧字械目?br/>燃?xì)怏w、啟動發(fā)動機時用電機帶動飛輪旋轉(zhuǎn)、提供照明等。
燃油汽車一般采用三缸、四缸或六缸等多缸發(fā)動機(圖示為四缸發(fā)動機)，每個氣缸都進行四沖程循環(huán)，由于各個氣缸交替做功，所以發(fā)動機運轉(zhuǎn)比較平穩(wěn)。
科學(xué)世界
現(xiàn)代汽車
汽車的動力系統(tǒng)
科學(xué)世界
現(xiàn)代汽車
隨著電子技術(shù)的發(fā)展，許
多燃油汽車已經(jīng)采用了電子燃
油噴射系統(tǒng)。微電腦可以根據(jù)
內(nèi)燃機的工作狀態(tài)和空氣的溫
度等多種因素精確控制噴油的
數(shù)量和時機，以提高燃燒效率，
減少有害氣體的排放，降低燃
料的消耗，同時提高發(fā)動機的
功率。電子技術(shù)的應(yīng)用，使燃油汽車有了更廣闊的發(fā)展空間。此外，利用電能、氫能等的各種新能源汽車也在快速發(fā)展。未來的汽車將更加節(jié)能、安全，對環(huán)境的影響會更小。
電子燃油噴射系統(tǒng)
隨堂練習(xí)
1. 關(guān)于汽油機與柴油機的說法中，不正確的是（ 　）
A．汽油機輸出功率比柴油機高
B．柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油
C．汽油機與柴油機的工作過程都分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程
D．汽油機與柴油機使用的燃料不同
A
低
隨堂練習(xí)
2. 在圖中，甲為四沖程內(nèi)燃機吸氣沖程的示意圖，圖中畫出了吸氣沖程中活塞和曲軸的位置和進氣門、排氣門的開閉情況。請在圖乙、丙、丁中，分別畫出壓縮、做功、排氣沖程中活塞和曲軸的位置和進氣門、排氣門的開閉情況。
答案：
隨堂練習(xí)
3. 如圖展示的是我國傳統(tǒng)的走馬燈。點燃底部的蠟燭，上升的熱空氣驅(qū)動扇葉轉(zhuǎn)動，帶動紙片小人轉(zhuǎn)動。在這一過程中，不同形式的能量是如何轉(zhuǎn)化的 這一能量轉(zhuǎn)化過程與四沖程汽油機的哪個沖程相似
蠟燭燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；熱空氣驅(qū)動扇葉轉(zhuǎn)動，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。與四沖程汽油機的做功沖程相似。
解析：
4. 柴油機和汽油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？
隨堂練習(xí)
工作過程 異同點 汽油機 柴油機
吸氣沖程 不同點 吸入汽油與空氣的混合物 只吸入空氣
相同點 進氣門打開，排氣門關(guān)閉. 壓縮沖程 不同點 汽油與空氣的混合物被壓縮，燃?xì)怏w積小，壓強大，溫度高 空氣被壓縮的更厲害，空氣體積更小，壓強更大，溫度更高
相同點 兩個氣門都關(guān)閉，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 做功沖程 不同點 火花塞產(chǎn)生電火花. 使燃料燃燒，點燃式 噴油嘴噴出霧狀柴油，
遇熱空氣燃燒，壓燃式
相同點 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 排氣沖程 相同點 進氣門關(guān)閉，排氣門打開排出廢氣

展開更多......

收起↑