九年级物理全册：热机课件2（新版）新人教版.ppt

物理九年级第十四章 内能的利用,14.1 热机,1了解人类“利用内能做功”的历史发展进程，了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。 2通过观察汽油机工作过程的动画，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。 3通过观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。,1.直接加热物体，如烧水煮饭、生火取暖等,一、内能的利用,2、利用内能做功,如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？在这一过程中能量如何转化呢？,1、酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸汽的内能；,2、水蒸汽对活塞做功，又将内能转化成机械能，从而使活塞获得了动力。,二、热机,热机：利用内能做功的机器。,蒸汽机,种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。,内燃机,汽轮机,热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。,蒸汽机-第一次工业革命！,向瓦特致敬！,世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。 瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。 其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。,蒸汽机的遗憾体积太庞大,最早的汽车（1886年）,汽车中的巨无霸 （额定核载360吨）,内燃机电气时代 第二次工业革命,最快的汽车（1 600 km/h）,内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机。,常用汽油或柴油作燃料，故内燃机又分为汽油机和柴油机。,汽油机,柴油机,三、汽油机,1、汽油机的结构：,火花塞,气缸,进气门,活塞,连杆,排气门,曲轴,2、汽油机的工作过程：,冲程：活塞在汽缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。,在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，曲轴转动半周，此时，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。,吸气冲程：,由于飞轮惯性运动，无能量的转化。,进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，曲轴转动半周，燃料混合物被压缩，混合气体的内能增大，温度升高。,压缩冲程：,活塞对混合气体做功，将机械能转化为内能。,在压缩冲程末尾时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，由于进气门和排气门仍然都关闭，所以高温高压的燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动半周。,做功冲程：,燃气对活塞做功，将内能转化为机械能。,进气门关闭，排气门打开，活塞由下向上运动，曲轴转动半周，把废气排出汽缸。然后，开始下一个工作循环。,排气冲程：,由于飞轮惯性运动，无能量的转化。,燃烧后的废气,答：通过_先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗_ _能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程.内燃机一旦开始做功，_能就会转化成曲轴的_能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的_ _再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的_能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。,外力,机械,内,机械,惯性,机械,汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？,汽油机的一个工作循环经历四个冲程，活塞往复2次，曲轴和飞轮转2周，对外做功一次。,总结：,汽油机的四个冲程中只有做功冲程对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。,汽油机的四个冲程中只有压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化。压缩冲程：机械能转化为内能。做功冲程：内能转化为机械能。,四、柴油机,喷油嘴,进气门,活塞,连杆,排气门,气缸,曲轴,1、柴油机的结构：,汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？,1. 基本构造和主要部件的作用相似。 2. 一个工作循环经历四个冲程，活塞往复两次，飞轮（或曲轴）转动两圈，对外做功一次。 3. 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4. 点燃时刻都在压缩冲程末。 5. 排气冲程排出的气体相同。,相同点：,都是内燃机，工作时将内能转化为机械能。,不同点：,柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。,汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。,柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。,汽油机和柴油机的优缺点,二、四冲程汽油机的工作过程,一、热机的原理 把内能转化为机械能,1.四冲程汽油机的工作过程由( )( ) ( )( ) 四个冲程组成的。,2.四冲程汽油机完成一个工作循环，要经历（ ）个冲程，曲轴转（ ）周，对外做功（ ）次。,3.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是 ( )冲程,做功冲程是( )能转化为( )能。,吸气,压缩,做功,排气,4,2,1,压缩,内,机械,4.如图是某台汽油机工作的四个冲程，其中将内能转化为机械能的冲程是（ ），请按一个工作循环的过程，将四个图重新排序（ ）。,C,D、A、C、B,5.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ） .压强增大，温度降低 .压强减小，温度升高； .压强增大，温度升高 .压强减小，温度降低,6.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ） A.汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部是喷油嘴 B.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物 C.吸气冲程是内能转化为机械能 D.压缩冲程是内能转化为机械能,C,A,8.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转动的情况,下列说法正确的是( ) A.做功10次,飞轮转40周 B.做功40次,飞轮转20周 C.做功10次,飞轮转20周 D.做功20次,飞轮转10周,7.某四冲程汽油机,曲轴转速1200转/分,则该汽油机每秒飞轮转（ ）周，做功（ ）次,有（ ）个冲程。,20,10,40,C,9.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30 cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50 mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0105 Pa,飞轮1 min转动1 800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求： (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力； (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功； (3)汽油机的功率。,解：(1)燃气对活塞的平均压力：,(2)燃气对活塞一次