資源簡介

(共16張PPT)
第十四章　內能的利用
第4節　跨學科實踐：制作簡易熱機模型
學習目標
課程講授
課堂練習
課堂小結
學習導入
課后作業
項目提出
熱機是人們獲得動力的重要機械。熱機在生產、生活中非常重要，為了更好地了解熱機的工作原理，包括熱機中的能量是如何轉化的，熱機中各部分是如何協調工作的，在學過的熱機知識基礎上，我們可以嘗試制作一個簡易熱機模型。
項目分析
汽油機屬于內燃機，工作物質為氣缸內的混合氣體。
蒸汽機屬于外燃機，工作物質為外部的水。
熱機的分類
熱機的工作原理
項目實施
一、材料選擇
選擇合適的材料，易拉罐、膠帶、細線等。
確保材料安全、易得，適合學生操作。
二、工具準備
準備必要的工具，如剪刀、螺絲刀等。
確保工具安全、易于操作，適合學生使用。
方案一：用易拉罐制作簡易熱機
三、基本步驟如下：
①找一個廢舊易拉罐，在其側面打孔，讓孔有一定的方向。
②在另一端對稱位置打孔，保證兩個孔的方向一致。
③用細線制作提手并灌入適量的水后用膠帶或其他材料封口，保證密封良好。
⑤可以使用軸承替代細線，以增強旋轉的穩定性和持久性。請注意，制作熱機時要注意安全，避免熱水和蒸汽造成的傷害。
④將易拉罐置于煤氣灶上加熱，由于水量較少，水會很快沸騰。水沸騰后，產生的水蒸氣會通過預留的孔洞噴出，推動周圍的空氣旋轉，從而帶動易拉罐快速旋轉。
方案二：制作簡易斯特林熱機
基本步驟如下：
①在試管里裝幾個玻璃珠，用試管塞連接細玻璃管軟管連接事先固定在桌子上的注射器，形成一個封閉系統。
②把裝置安裝在鐵架臺合適的位置上，用酒精燈加熱試管，當氣體膨脹到一定程度，使試管的玻璃珠傾斜到另一端。
由熱能轉化為機械能
③可以實現試管上下起伏，注射器活塞來回往復，熱能和機械能互相轉換，撤去酒精燈后，氣體剩余的內能還能做功。
展示交流
通過實物展示和現場演示，直觀呈現熱機模型的運行過程，吸引觀眾的注意力；可以制作展示板，介紹模型的制作過程、工作原理和創新點。
拍攝視頻記錄模型的運行情況，便于在展示過程中進行詳細講解和分析。
課堂練習
1.如圖甲所示，此過程的能量轉化與熱機 沖程的能量轉化相同；若不放棉花，快速壓縮活塞，筒內空氣溫度 （選填“升高”、“不變”或“降低”）。如圖乙所示，盒蓋飛出時，盒內燃氣的內能
（選填“變大”、“不變”或“變小”），這是通過 的方式改變盒內燃氣內能。
壓縮
升高
變小
做功
2.礦泉水瓶擰好瓶蓋，然后用一只手使勁擰礦泉水瓶的尾部，另一只手稍微一擰瓶蓋， “砰”的一聲，瓶蓋就飛了出去，同時看到瓶口有“白霧”出現，白霧是 （物態變化）現象。從能量轉化角度分析，該能量轉化與汽油機的 沖程相同。
液化
做功
3.如圖所示，小華發現家中蒸蛋器在使用時會通過上方小孔噴出蒸汽，于是他小心地將自制的風車放在小孔附近，成功讓風車轉了起來，蒸汽推動風車轉動時的能量轉化與汽油機 沖程的能量轉化相同。某單缸四沖程汽油機工作時，飛輪轉速為3600r/min，則其10s內對外做功 次；若缸內燃氣對活塞平均推力為1500N，活塞向下運動的距離為0.05m，則功率是 W。
做功
300
2250

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