初三物理第十四章內(nèi)能利用第一節(jié)熱機_公開課

1、知識回顧：知識回顧：如圖所示在如圖所示在一個試管中裝一些水，一個試管中裝一些水，用軟木塞塞緊。對試管用軟木塞塞緊。對試管加熱使水沸騰，會看到加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象，說明了什么什么現(xiàn)象，說明了什么問題？問題？現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有“白氣白氣”產(chǎn)生。產(chǎn)生。說明：說明：水蒸汽對木塞做功，內(nèi)能減少，它水蒸汽對木塞做功，內(nèi)能減少，它的溫度下降，水蒸汽液化成小水珠。的溫度下降，水蒸汽液化成小水珠。工作時：工作時：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能應用：熱機應用：熱機鏈接1鏈接觀察討論：觀察討論：如圖所示，在試管內(nèi)裝如圖所示，在試管內(nèi)裝一些水，用橡皮塞塞住。對試管加一些水，用橡

2、皮塞塞住。對試管加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象？討討論這個過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。論這個過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。 燃料的燃料的化學能化學能通過燃燒通過燃燒轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為內(nèi)能為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣，水蒸，傳給水和水蒸氣，水蒸氣膨脹做功把塞子沖出去，氣膨脹做功把塞子沖出去，內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為塞子的塞子的機械能機械能。 一、一、熱機的定義：熱機的定義： 將燃料燃燒時放將燃料燃燒時放出的出的內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機械能機械能的機器統(tǒng)的機器統(tǒng)稱為熱機。稱為熱機。 二、二、熱機的種類：熱機的種類： 蒸汽機蒸汽機 二、二、熱機的種類：熱機的種類： 蒸汽機蒸汽機 二、二、熱機的種類：熱機的種類

3、： 內(nèi)燃機內(nèi)燃機蒸汽機蒸汽機內(nèi)燃機內(nèi)燃機汽輪機汽輪機噴氣發(fā)動機噴氣發(fā)動機火箭火箭 二、二、熱機的種類：熱機的種類： 三、三、內(nèi)燃機：內(nèi)燃機：汽油機汽油機柴油機柴油機 四、四、汽油機的工作原理：汽油機的工作原理：構(gòu)造：構(gòu)造：火花塞火花塞汽缸汽缸進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸1、汽油機的構(gòu)造汽油機的構(gòu)造；觀察圖回答汽油機；觀察圖回答汽油機的主要構(gòu)造有：的主要構(gòu)造有：主體是主體是 ，內(nèi)有，內(nèi)有 、它、它通過通過 與與 相連。上部相連。上部有有 和和 ，頂部，頂部有有 。汽缸汽缸活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸進氣門進氣門排氣門排氣門火花塞火花塞2、工作原理工作原理：燃料的燃料的化學能化學能

4、通過燃燒通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，把轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，把內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變成成機械能機械能。從而使機械獲得動力。從而使機械獲得動力。 四、四、汽油機的工作原理汽油機的工作原理：兩個名詞：兩個名詞：1、一個、一個沖程沖程：2、一個、一個工作循環(huán)工作循環(huán)： 活塞在汽缸內(nèi)往復運動時，從汽活塞在汽缸內(nèi)往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程。缸的一端運動到另一端的過程。 把這把這四個沖程四個沖程稱為發(fā)動機的一個稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。工作循環(huán)。吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣內(nèi)燃機的內(nèi)燃機的沖程沖程和和工作循環(huán)工作循環(huán)汽油機工作原理汽油機工作原理吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做

5、功沖程排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程汽油和空氣開始工作前，活塞位于開始工作前，活塞位于汽缸上端，進、排氣門汽缸上端，進、排氣門均關閉。工作時，活塞均關閉。工作時，活塞由上向下運動，進氣門由上向下運動，進氣門打開，排氣門仍關閉。打開，排氣門仍關閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓由于缸內(nèi)體積增大，壓強減小，空氣和汽油的強減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入汽缸?；旌蠚怏w被吸入汽缸。壓縮沖程壓縮沖程活塞運動到最下端，就活塞運動到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運動。這開始轉(zhuǎn)為向上運動。這時進氣門、排氣門都關時進氣門、排氣門都關閉，混合氣體被強行壓閉，混合氣體被強行壓縮，使氣體的溫度升高縮，使氣體的溫度升高，壓強增大。，壓

6、強增大。機械能轉(zhuǎn)機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能?；癁閮?nèi)能。做功沖程做功沖程壓縮結(jié)束時雖然溫度較高，壓縮結(jié)束時雖然溫度較高，但未能達到燃料的燃點。在但未能達到燃料的燃點。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣推動活塞由上高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動，通過連桿帶動曲向下運動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動對外做過。軸轉(zhuǎn)動對外做過。高溫燃燒高溫燃燒氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能。械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣做功沖程結(jié)束，活塞做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運動，繼續(xù)由下向上運

7、動，進氣門關閉，排氣門進氣門關閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。被活塞推出缸外。n播放視頻第一沖程：第一沖程： 。進氣門。進氣門 ，排，排氣門氣門 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運運動，動， 和和 的混合物從的混合物從 被吸被吸入汽缸。當活塞運動到汽缸的最下端，入汽缸。當活塞運動到汽缸的最下端， 關閉，關閉， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動 圈。圈。第二沖程：第二沖程： 。進氣門和排氣門。進氣門和排氣門都都 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運動，運動，燃料的混合物被燃料的混合物被 ，汽缸內(nèi)溫度，汽缸內(nèi)溫度 ，氣壓氣壓 。曲軸轉(zhuǎn)動。曲軸轉(zhuǎn)動 圈。在此過程中，圈。在此過程中

8、， 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。吸氣沖程吸氣沖程打開打開關閉關閉上端上端下下汽油汽油空氣空氣進氣門進氣門進氣門進氣門半半關閉關閉下端下端上上壓縮壓縮升高升高增大增大半半機械能機械能 內(nèi)能內(nèi)能壓縮沖壓縮沖程程第三沖程：第三沖程： 。在壓縮沖程末，。在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花（火花塞產(chǎn)生電火花（點燃式點燃式），燃料混合），燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生物劇烈燃燒，產(chǎn)生 的燃氣，推的燃氣，推動活塞由汽缸向動活塞由汽缸向 運動，并通過連桿驅(qū)運動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動，使曲軸轉(zhuǎn)動， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動 圈。在此沖程圈。在此沖程中，中， 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。第四沖程：第四沖程： 。進氣門。進氣門 ，排，排氣門氣門 ，活塞由汽缸最，

9、活塞由汽缸最 向向 運運動，把廢氣排出汽缸。當活塞運動到汽缸動，把廢氣排出汽缸。當活塞運動到汽缸的最上端，的最上端， 關閉，曲軸轉(zhuǎn)動關閉，曲軸轉(zhuǎn)動 圈。圈。做功沖做功沖程程高溫高壓高溫高壓下下半半內(nèi)能內(nèi)能機械能機械能排氣沖程排氣沖程關閉關閉打開打開下端下端上上排氣門排氣門半半 想想議議：想想議議：1、在四個沖程中，哪、在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？2、哪個沖程使汽車獲、哪個沖程使汽車獲得動力？得動力？3、哪個沖程排出了汽車的尾氣？、哪個沖程排出了汽車的尾氣？2.2.內(nèi)燃機的啟動內(nèi)燃機的啟動 內(nèi)燃機不能自行啟動。開始內(nèi)燃機不能自行啟動。開始運

10、轉(zhuǎn)時，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)運轉(zhuǎn)時，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，以后內(nèi)燃機才能自己工作。運動，以后內(nèi)燃機才能自己工作。小結(jié)：小結(jié)：汽油機一個工作循環(huán)包括汽油機一個工作循環(huán)包括 個沖個沖程，活塞往復程，活塞往復 次，曲軸轉(zhuǎn)動次，曲軸轉(zhuǎn)動 圈，圈，做功做功 次。有次。有 次能量轉(zhuǎn)化。次能量轉(zhuǎn)化。 在汽油機工作的四個沖程中，只有在汽油機工作的四個沖程中，只有 燃氣對外做功，其他三個沖燃氣對外做功，其他三個沖程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的 來完成。必須靠來完成。必須靠外力外力來啟動。來啟動。做功沖做功沖程

11、程飛輪的慣性飛輪的慣性422123.3.內(nèi)燃機的應用內(nèi)燃機的應用（1 1）汽油機的應用）汽油機的應用（2 2）柴油機的應用）柴油機的應用柴油比較便宜，但柴油機比較柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。拉機、坦克上面。汽油機比較輕巧，常用在汽車、汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面。飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面。1.四沖程汽油機的工作過程由四沖程汽油機的工作過程由( ).( ).( ).( )四個沖程組成的。四個沖程組成的。2.四沖程汽油機，由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是四沖程汽油機，由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( )沖程，做功沖程是沖程，做功沖

12、程是( )能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為( )能。能。3.汽油機吸入汽缸的是汽油機吸入汽缸的是( )，點火方式是，點火方式是( )。4.四沖程汽油機的三個輔助沖程靠飛輪的四沖程汽油機的三個輔助沖程靠飛輪的( )來來完成。完成。5.某四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是某四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min，則，則它每秒鐘對外做功它每秒鐘對外做功( )次。次。知識應用知識應用2.某四沖程汽油機，曲軸轉(zhuǎn)速某四沖程汽油機，曲軸轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，分，則該汽油機每秒做功則該汽油機每秒做功 次。次。1.單缸四沖程內(nèi)燃機完成單缸四沖程內(nèi)燃機完成40個沖程，下個沖程，下列說法正確的是（列說法正確的是（ ） A.做功做功10次

13、，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)40周周 B.做功做功40次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)20周周 C.做功做功10次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)20周周 D.做功做功20次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)10周周 C103.某四沖程汽油機，曲軸轉(zhuǎn)速某四沖程汽油機，曲軸轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒，則秒，則該汽油機該汽油機10秒做功秒做功 次。次。2503 3、關于、關于四沖程四沖程汽油機的工作過程有以下幾種說法：汽油機的工作過程有以下幾種說法：在做功沖程中，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能在做功沖程中，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 在做功沖程中在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 只有做功沖程是燃氣對外做只有做功沖程是燃氣對外做功功 汽油機在吸氣沖程中吸入汽缸

14、的是汽油。汽油機在吸氣沖程中吸入汽缸的是汽油。 以上說法正確的是（以上說法正確的是（ ） A.A.只有只有 B. B.只有只有 C. C.只有只有 D. D.只有只有2 2、熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成、熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成 能的機器；能的機器；熱機一個工作循環(huán)由熱機一個工作循環(huán)由 個沖程組成，其個沖程組成，其中圖中所示是熱機的中圖中所示是熱機的 沖程。沖程。A A機械能機械能四四做功做功1、某四沖程汽油機，曲軸轉(zhuǎn)速、某四沖程汽油機，曲軸轉(zhuǎn)速1200r/min，則該汽油，則該汽油機每秒做功機每秒做功 次，有次，有 個沖程個沖程, 飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn) 周。周。1040204 4、在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住，加熱

15、使水沸、在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會把木塞沖開，有的同學由這個裝置騰，水蒸氣會把木塞沖開，有的同學由這個裝置聯(lián)想到內(nèi)燃機，請你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新聯(lián)想到內(nèi)燃機，請你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新的思維過程。的思維過程。高溫高壓的水蒸氣高溫高壓的水蒸氣 堅固氣缸堅固氣缸酒精燃燒酒精燃燒 活塞運動做功活塞運動做功玻璃試管玻璃試管 高溫高壓的燃氣高溫高壓的燃氣木塞沖出木塞沖出 油料燃燒油料燃燒5 5、汽油機在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中、汽油機在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的的 （）（）、壓強增大，溫度降低；、壓強減小，溫度升高；、壓強增大，溫度降低；、壓強減小，溫度升

16、高；、壓強增大，溫度升高；、壓強減小，溫度降低。、壓強增大，溫度升高；、壓強減小，溫度降低。c6 6、當瓶中的煤油倒去一半后，則煤油的當瓶中的煤油倒去一半后，則煤油的( ( ) )A A、比熱容不變，熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼谋葻崛莶蛔儯瑹嶂岛兔芏榷甲優(yōu)樵瓉淼囊话?；一半；B B、比熱容比熱容、熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼臒嶂岛兔芏榷甲優(yōu)樵瓉淼囊话?；一半；C C、比熱容比熱容、熱值都變?yōu)樵瓉淼臒嶂刀甲優(yōu)樵瓉淼囊话?，一半，密度不變密度不變；D D、比熱容比熱容、熱值和密度都不變熱值和密度都不變。D7 7、在汽油機工作的四個沖程中，將、在汽油機工作的四個沖程中，將機械能轉(zhuǎn)化為機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能的是的是_沖程

17、，將沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是的是_沖程。沖程。壓縮壓縮做功做功想想議議：想想議議： 汽油機和柴油機的工作過程汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？有什么相同點，有什么不同點？鏈接1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似?；緲?gòu)造和主要部件的作用相似。2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3 四個沖程中，只有做功沖程對外做功，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。其余三個沖程靠飛輪慣性完成。4 一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。相同點相同點不同點不同點1構(gòu)造不同：汽油