資源簡介

(共33張PPT)
1.通過觀察水蒸氣吹動小葉輪旋轉的實驗現象，認識熱機
的工作原理.
2.知道四沖程內燃機工作時的能量轉化.
3.能領悟內能的利用在人類社會發展中的重要意義.
1.情境探究：車、船和飛機的動力來源
____________________ _____________________________________ _______________________________________________
車、船和飛機能大展神威，都是因為有了一種叫作熱機 的裝置 汽車風馳電掣
艦船劈波斬浪
飛機凌空穿云
2.觀察：熱機的原理
實驗 現象 在試管內裝適量的水，用帶玻璃管的膠塞塞住，
在玻璃管口放一個紙做的小葉輪，加熱試管使
水沸騰，細心觀察，小葉輪會轉動起來
__________________
現象 分析 在這個實驗中，酒精燃燒把化學能轉化為內能，
傳遞給水，使水的內能增加（熱傳遞），溫度升
高，直至沸騰，產生高溫高壓的水蒸氣，氣流對
小葉輪做功，驅動小葉輪轉動，水蒸氣的內能轉
化為小葉輪的機械能（做功）
總結 可利用某些設備把內能轉化為機械能，即內能可
以用來做功
. .
. .
3.熱機
（1）概念：熱機是通過燃料燃燒獲取內能并將其轉化為
機械能的裝置.
（2）熱機工作時的能量轉化過程：
（3）分類：常見的熱機有蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴
氣發動機等.
4.蒸汽機
蒸汽機是最早應用于工業生產的熱機.如圖是蒸汽機的工
作原理圖.
蒸汽機的工作原理圖
蒸汽機的工作過程：當滑塊閥門移到右端時，蒸汽從左
面進入汽缸，推動活塞向右運動，通過曲柄帶動輪子轉
動.當滑塊閥門移到左端時，蒸汽從右面進入汽缸，推動
活塞向左運動，通過曲柄帶動輪子轉動.同時汽缸中的廢
氣隨活塞的移動由排氣管排出.
典例1 （ 新疆中考 ）下列運載工具中，不需要利用
熱機的是( )
C
A.噴氣式飛機 B.柴油拖拉機
C.純電動汽車 D.長征系列火箭
[解析] 電動機是利用電能來獲得動力的，純電動汽車不
需要利用熱機.柴油拖拉機、噴氣式飛機和長征系列火箭
都是利用燃料燃燒產生的內能來做功的,都有把內能轉化
成機械能的裝置,即需要利用熱機.
1.觀察：內能轉化為機械能的實驗
實驗 現象 在透明塑料盒的底部鉆一個小孔，把電子式火花
發生器的放電針插進孔中；打開盒蓋，在盒中滴
入幾滴酒精；再將盒蓋蓋好，按下火花發生器的
按鈕.觀察到盒內酒精劇烈燃燒，盒蓋被酒精燃燒
產生的燃氣推出
___________________________________
現象 分析 酒精燃燒后產生高溫高壓的燃氣對盒蓋做功，燃
氣的內能減少，轉化為盒蓋的機械能
總結 內能通過做功，可以轉化為機械能
2.活塞式內燃機
（1）定義：燃料在汽缸內燃燒，產生的燃氣直接推動活
塞做功的熱機.
（2）種類：常見的有汽油機和柴油機，分別以汽油和柴
油為燃料.
典例2 內燃機的特點：燃料在______內燃燒，生成_____
_____的燃氣，燃氣推動活塞______，將____能轉化為
______能.
汽缸
高溫
高壓
做功
內
機械
[解析] 內燃機屬于熱機的一種，內燃機的特點是燃料在
汽缸內燃燒，生成高溫高壓的燃氣，燃氣推動活塞做功，
將燃氣的內能轉化為活塞的機械能.
1.工作原理：利用汽缸內汽油燃燒時生成的高溫高壓的燃
氣來推動活塞做功，將內能轉化為機械能.
2.構造：如圖所示，汽油機的主體是一個汽缸，汽缸上部
有進氣門和排氣門，頂部有火花塞,下部有活塞，活塞通
過連桿與曲軸相連.
3.工作過程：活塞在往復運動中從汽缸一端運動到另一端
叫作一個沖程.汽油機的一個工作循環由四個沖程組成，
分別是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程.汽油
機的工作過程如表所示.
（1）吸氣沖程 ___________________________________________ （2）壓縮沖程
___________________________________________
（3）做功沖程 ___________________________________________ （4）排氣沖程
___________________________________________
4.對汽油機工作過程的理解
汽油機的工作過程是一個往
復的工作過程.四沖程汽油機
在一個工作循環中有四個沖
程，活塞往復各運動兩次，曲軸轉動兩周，對外做功一
次.汽油機在工作時只有做功沖程使機車獲得動力，其他
的三個沖程均為輔助沖程，依靠曲軸的慣性來完成.
典例3 汽油機的一個工作循環有四個沖程，如
圖是______沖程，在此沖程中的能量轉化是
__________________.
做功
內能轉化為機械能
[解析] 圖中兩氣門關閉，活塞向下運動，這是做功沖程，
在此沖程中內能轉化為機械能.（判斷做功沖程，也可通
過觀察火花塞是否噴出電火花）
1.工作原理
利用汽缸內燃燒柴油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.構造
如圖所示，柴油機的構造與汽油機相
似，主要區別是柴油機汽缸的頂部有
一個噴油嘴，而沒有火花塞.柴油機
的壓縮比高，能夠在沒有火花塞的情況下通過高溫使柴
油自燃.
3.工作過程（1個循環4個沖程 曲軸轉2周）
柴油機的一個工作循環也是由四個沖程組成的，曲軸轉
兩周，對外做功一次，活塞往復各運動兩次，除做功沖
程外的其他三個沖程，都是靠曲軸的慣性來完成的.
4.汽油機與柴油機的比較
汽油機 柴油機
不 同 點 結構 汽缸頂部有火花塞 汽缸頂部有噴油嘴
燃料 汽油 柴油
吸氣 沖程 吸進汽油和空氣的混 合物 吸進空氣
汽油機 柴油機
不 同 點 壓縮 沖程 壓縮程度小，氣體溫 度升高較少，達不到 燃料的著火點 壓縮程度大，氣體溫度
升高較多，能達到燃料
的著火點
做功 沖程 壓縮沖程末，火花塞 產生電火花使燃料燃 燒 壓縮沖程末，噴油嘴噴
出霧狀柴油，遇到高溫
空氣燃燒
汽油機 柴油機
不 同 點 用途 輕巧、體積小，常用 于汽車、飛機和小型 農業機械 笨重、經濟、功率大，
主要用于載重汽車、輪
船、坦克等
汽油機 柴油機
相同點 （1）二者都是將內能轉化為機械能的熱機. （2）二者均由吸氣、壓縮、做功和排氣四 個沖程構成一個工作循環；一個工作循環 中，曲軸轉動兩周，對外做功一次. （3）啟動時都要依靠外力先使曲軸轉動起 來 典例4 關于汽油機和柴油機的不同點，下列說法正確的是
( )
C
A.在構造上，汽油機汽缸頂部有噴油嘴，而柴油機的汽缸頂
部有火花塞
B.在吸氣沖程中，汽油機吸入汽缸的是汽油，柴油機吸入汽
缸的是柴油
C.在壓縮沖程末，汽油機用點燃式點火，而柴油機用壓燃式
點火
D.在做功過程中，汽油機里的燃氣溫度和壓強比柴油機里的高
[解析] 汽油機頂部有火花塞，采用點燃式點火，柴油機
頂部有噴油嘴，采用壓燃式點火，A錯誤，C正確；吸氣
沖程中，汽油機吸入汽缸的是汽油和空氣的混合物，柴
油機吸入汽缸的是空氣，B錯誤；在做功過程中，汽油機
里的燃氣溫度和壓強比柴油機里的低，D錯誤.
圖2-1-11走馬燈.
（ 常州中考 ） 如圖所示為展會中
的“走馬燈”，點燃底部的蠟燭，熱空氣上升
驅動扇葉轉動，觀眾驚奇地看到紙片小人的
影子動了起來.熱空氣上升驅動扇葉轉動的能量轉化方式
為________，這與四沖程汽油機的________沖程相同.
將我國民間工藝制品融入物理問題，以走馬
燈的工作原理和汽油機工作時的能量轉化為命題點.如題
中，熱空氣對扇葉做功，將內能轉化為機械能，這與四
沖程汽油機的做功沖程的能量轉化方式相同.

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