热机4-物理九年级下册同步教案【鲁教版（五四学制）】

热机教学目标1．知道热机的概念，了解内燃机是热机的一种。2．了解汽油机、蒸汽机的构造。能表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。3．了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率。教学重难点1．了解汽油机、蒸汽机的构造。能表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。2．了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率。教学过程（一）热机。热机是指把燃料燃烧时释放的热量转变为机械能的装置。历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有汽油机及柴油机等，大多数交通工具，都使用它们。（二）蒸汽机。蒸汽机是最早的热机。交流讨论：结合图片讨论蒸汽机是怎样工作的？1．基本结构。蒸汽机由锅炉、汽缸、活塞、滑动阀、曲柄、飞轮、管道及冷凝器等组成，其结构及工作原理如上图。2．工作过程上半周期，滑动阀移至下部，来自锅炉的高压蒸汽，由上管道进入汽缸。汽缸中的高压蒸汽推活塞，经过曲柄带动飞轮旋转，活塞在下推时把活塞下部空气排出。下半周期，滑动阀移向上部，高压蒸汽由下管道进入汽缸，把活塞顶回汽缸上部，同时，把废蒸汽由上管道排出，活塞上下往复运动，经曲柄带动飞轮不断旋转，再带动机器稳定运转（做功）。3．能量转化。在蒸汽机工作过程中，燃料燃烧放出的热量Q1传送给工作物质（蒸汽）、增加了蒸汽的内能，蒸汽在膨胀过程中对外做功，但Q1不可能全部转化成机械功W，而是由相当一部分热量消耗在周围环境及冷凝器中，各项消耗的热量总和Q2表示，蒸汽机工作过程遵守热力学第一定律，所以有Q1=W+Q2。（三）汽油机。汽油机：用汽油作燃料的内燃机下图是汽油机的剖面图。构造：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。1．工作原理。内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程，曲轴转动两圈。吸气冲程→压缩冲程→做功冲程→排气冲程。2．能的转化。汽油燃烧放出的热量Q1，传送给工作物质（混合气体），工作物质（混合气体）在膨胀时做功W，同时有部分热量Q2消耗到冷却水、废弃等物体中，汽油机工作过程遵守热力学第一定律，所以有Q1=W+Q2。（四）热机效率。在热机中，燃料燃烧传递给工质的热量Q1，在做功时并不能全部转变为机械功W，其中总有一部分热量Q2不能被利用，例如传递给汽缸、被废弃带走等，所以转变成机械功W的净热量是Q1-Q2，即W=Q1-Q2，那么热机的效率为，热机效率与什么物理量有关呢？这种理想的热机模型的效率计算公式是，其中T1代表高温热源的热力学温度，T2代表低温热源的热力学温度。公式指出了提高热机效率的主要途径，这就是提高T1或者降低T2。利用这一原理，现在的锅炉正朝着高温高压方向发展。在锅炉中部用过热器来提高蒸汽的温度和压强，并利用提前闭气、多级膨胀、降低冷凝器气压等方法来降低废气的温度，从而提高热机的效率。（五）自我提高。1．以内燃机为动力的各种机械，在人类生产生活中应用极为广泛。从轮船、火车，到拖拉机、摩托车等，它们的动力大都来源于内燃机，它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。下面对内燃机的有关叙述，错误的是（）。A．内燃机是内能转化为机械能的装置；B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大；C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器；D．内燃机是依靠产生的高温高压气体做功。2．把燃料燃烧时释放的转化为的装置称为热机。4．汽油机吸入气缸的物质是：（）。A．汽油B．空气C．汽油与空气混合物D．燃气3．汽油机的一个工作循环是排气，吸气，压缩，_______这四个冲程，其中能将机械能转化为内能的冲程是_________冲程。4．如图是内燃机的某一个冲程的工作情况，可以断定是（）A．吸气