教科版九年级物理上册第2章改变世界的热机

第二章改变世界的热机

第1节热机学习目标1.知道热机的概念；初步了解热机的工作原理.2.了解蒸汽机的构造和工作过程.3.了解生活和生产中的热机.新课目标汽车奔驰列车飞驶飞机凌空飞去舰船劈波斩浪你知道它们为什么能大展神威吗？新课引入

如图所示，在试管中装些水，用橡胶塞塞住管口，加热使水沸腾，观察现象.

木塞被弹出，试管口处有“白雾”出现.

酒精灯燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能.利用内能来做功一新课讲解

人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机.燃料的化学能燃烧做功内能机械能

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.蒸汽机二

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.蒸汽机是最早的热机，蒸汽膨胀推动活塞做功.燃料的化学能燃烧做功水蒸气的内能机械能

蒸汽机车

内燃机车喷气发动机

火箭发动机

火电站的汽轮机形形色色的热机三热机的种类

蒸汽机

内燃机

汽轮机

喷气发动机蒸汽轮机内燃机：汽油机和柴油机喷气发动机火箭发动机火箭发动机热机热机的原理热机是通过燃料获取内能转化为机械能的装置热机的种类蒸汽机蒸汽轮机内燃机喷气发动机、火箭发动机热机对人类的贡献课堂小结1.下列交通工具中，动力设备不是热机的是（）A.远洋轮船B.载重汽车C.战斗机D.电动摩托车D课堂训练2.我国长征系列火箭成功地把多颗卫星发射到预定的轨道.火箭点火后，高温高压燃气迅速膨胀向外喷出，燃气的温度下降，火箭则获得推力高速上升，并达到一定速度.在这个过程中，下列哪一说法是正确的（）A．燃气的一部分内能转化为箭身的机械能B．燃气的全部内能转化为箭身的机械能C．燃气的一部分机械能转化为内能D．燃气的全部机械能转化为内能A3.下列关于热机错误的是（）A.热机是利用内能做功的机器B.蒸汽机、内燃机、蒸汽轮机、喷气发动机都是热机C.一切热机工作都需要消耗燃料D.一切热机工作都需要有空气D

第二章改变世界的热机

第2节内燃机学习目标1.知道什么是内燃机.（重点）2.知道汽油机的构造和工作过程.(重点)3.知道柴油机的构造和工作过程.4.了解火箭发动机的原理.新课目标蒸汽机的遗憾——体积太庞大用什么来代替高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就可以不要啦！想一想新课引入最早的汽车（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（1600km/h）使用汽油作为燃料的叫汽油机使用柴油作为燃料的叫柴油机

燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机.内燃机中最常见的是汽油机和柴油机.什么是内燃机一新课讲解1.汽油机的构造汽油机的工作过程二2.汽油机的工作原理

内燃机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运动，叫作一个冲程.汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.吸入气体:

.Ⅰ.吸气冲程活塞运动方向：

.汽油和空气的燃料混合物阀门：进气阀

；排气阀

.打开关闭向下Ⅱ.压缩冲程燃料混合物：压强

，温度

.阀门：进气阀

；排气阀

.活塞运动方向：

.关闭关闭增大向上升高能量转化：

能

能机械内活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高.

在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动.活塞运动方向：

.向下机械内Ⅲ.做功冲程能量转化：

能

能阀门：进气阀

；排气阀

.活塞运动方向：

.关闭打开向上Ⅳ.排气冲程1.柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门汽缸曲轴柴油机的工作过程三吸气冲程

压缩冲程

做功冲程

排气冲程2.柴油机的工作原理空气Ⅰ.吸气冲程活塞运动方向：

.空气阀门：进气阀

；

排气阀

.打开关闭向下吸入气体：

.Ⅱ.压缩冲程空气：压强

，温度

.阀门：进气阀

；

排气阀

.活塞运动方向：

.关闭关闭增大向上升高活塞压缩空气体积对空气做功，空气内能增大，温度升高.超过柴油着火点.能量转化：

能

能机械内

在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动.Ⅲ.做功冲程活塞运动方向：

.向下机械内能量转化：

能

能燃烧后的废气Ⅳ.排气冲程阀门：进气阀

；

排气阀

.活塞运动方向：

.关闭打开向上3.内燃机的启动

内燃机不能自行启动.开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作.(1)基本构造和主要部件的作用相似.(2)每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.(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)一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次.4.汽油机和柴油机的相同点(1)构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴.(2)燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油.(3)吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气.(4)点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火.5.汽油机和柴油机的不同点

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，柴油发动机的推广使用具有重大意义.6.汽油机和柴油机的优缺点火箭飞向太空四内燃机活塞式内燃机汽油机柴油机汽油机构造：顶部是火花塞工作过程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程火箭发动机课堂小结1.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C课堂训练2.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（）A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴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BCD3．依靠飞轮惯性完成的冲程是（）BCDADBC4．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（）A．压强增大，温度降低B．压强减小，温度升高C．压强增大，温度升高D．压强减小，温度降低C5．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（）A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高C

第二章改变世界的热机

第3节热机效率1.了解热机效率概念.2.了解不同热机的效率值.3.了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响.学习目标新课目标在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？热机效率一新课讲解燃料释放的热量（100%）废气（33%~35%）冷却水（30%~32%）摩擦与辐射（7%~9%）输出有用功（25%~30%）100%发动机风扇（10%）变速齿轮（10%）轴（4%）克服车轮阻力（17%）克服空气阻力（42%）克服爬坡阻力（17%）汽车内燃机的能量流向

定义：热机所做有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率.公式：热机效率是热机的重要指标.效率高，性能好.一些热机的效率蒸汽机4%~8%燃汽轮机50%~60%蒸汽轮机25%~30%汽油机26%~40%柴油机34%~45%喷气发动机50%~60%用蒸汽轮机发电的火电站改变世界的热机二

几百年来，为了提高热机效率，科学家、工程师去探索、创新，技术日趋先进，应用更加广泛.各种火电站和热电站，蒸汽轮机正将煤炭、天然气和石油转化为电能；以热机为动力的汽车、飞机、轮船把世界联系在一起.

中国举行的阅兵庆祝活动得到世界好评.你知道北京的阅兵蓝天的美景采取了哪些措施吗？地球就在我们手中三

火电站炼钢厂拥堵的汽车

热机，给人类文明带来了进步，也给环境造成了污染.

热机排出的二氧化碳引起温室效应，对地球表面热平衡有较大影响.

我们的主要交通工具——汽车，是许多城市环境污染的主要来源.

排放大量的氮氧化物、碳氧化物和铅，废气和冷却水带走总热量的60%，成为城市热岛效应的元凶之一.此外噪声也是危害身心健康的公害之一.

随着科学技术的进步，人类已有能力利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染.提高热机效率，节约能源，减少污染的措施①改进燃烧设备，消除烟尘；②提高燃料的综合利用，采取集中供热；③充分开发利用污染小和无污染的能源；④在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染.热机效率定义：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比公式：意义：描述热机性能的优劣影响热机效率的因素提高热机效率的途径燃料尽可能充分燃烧尽量减少各种热损失设计制造上革新妥善保养，使用方法正确课堂小结1.关于热机效率，下面说法正确的是（）A、热机效率可能等于1B、热机效率一定小于1C、热机效率越高，其损失的能量越多D、热机效率越高，对环境的影响越大B课堂训练2.关于热机的效率，下列说法正确的是（）A．蒸汽机效率比内燃机高B．热机的功率越大，它的效率一定越高C．热机的效率是热机性能的重要指标D．热机使用的燃料热值越大，热机效率就越高CB4.某型号的汽车在车型测试中，在一段平直的公路上以80km/h的速度匀速行驶了6km，消耗汽油1.5L.已知汽油的密度为ρ汽油=0.7×103kg/m3，汽油的热值q汽油=4.5×