北师大九年级物理上册 （热机）机械能、内能及其转化新课件教学

热机

第十章机械能、内能及其转化一、内能的获得：

通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。二、内能的利用：

1、直接加热物体3、热机将内能转化为机械能的机器热机的种类蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等蒸汽机蒸汽机火车汽轮机内燃机内燃机飞机上的喷气发动机火箭上的喷气发动机二、内燃机种类(1)汽油机(2)柴油机

内燃机工作时，活塞在汽缸内上下往复运动。当活塞由汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数内燃机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。吸气压缩做功排气1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？2、哪个冲程使汽车获得了动力？3、哪个冲程排出了汽车的尾气？吸气压缩做功排气1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？2、哪个冲程使汽车获得了动力？3、哪个冲程排出了汽车的尾气？机械能转化为内能内能转化为机械能获得动力排出尾气2、柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴火花塞

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。

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。点火方式：压燃式点火方式：引燃式柴油机汽油机三、燃料的热值：

2、燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。

1、燃料的种类很多，可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。三、燃料的热值：

3、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。

4、热值的单位：J/kg5、热值的符号：q三、燃料的热值：

一些燃料的热值

(7.1～8.8)×10/(J·m)天然气3.0×10/(J·kg)酒精约3.9×10/(J·kg)煤气3.4×10/(J·kg)木炭1.4×10/(J·kg)氢3.0×10/(J·kg)焦炭4.6×10/(J·kg)汽油约3.4×10/(J·kg)无烟煤4.6×10/(J·kg)煤油约2.9×10/(J·kg)烟煤3.3×10/(J·kg)柴油约1.2×10/(J·kg)干木柴777777777877-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-3-3三、燃料的热值：6、燃料燃烧放热计算：小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7×107J/kg)?解：Q=mq=1.5kg×2.7×107J/kg=4.05×107J答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107JQ=mq用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气0.14米3.问:完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？(q=8×107焦耳/米3)练一练：四、燃料的利用率：

思考：上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107J，实际放出的热量是4.05×107J吗？为什么？水实际吸收的热量呢？水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。四、燃料的利用率：

1、炉子的效率：有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完全燃烧放出的热量之比。公式：η=Q吸Q放=cm△tmq四、燃料的利用率：

2、提高燃料利用率，节约能源1）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大送风量。2）加大受热面积，减少烟气带走的热量：四、燃料的利用率：

3、热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率。

燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。

四、燃料的利用率：

提高热机效率的途径和节能方法：

（l）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；

(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。

计算:1、完全燃烧15千克热值是3.4×107焦耳/千克的木炭，能产生多少热量？2、想要获得这些热量,需要完全燃烧多少千克氢气?(q氢=1.4×108焦耳/千克)3、把5kg、40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）再见！热机

知识准备1.什么是内能？2.改变内能的两种方法及实质？实验演示：

如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾。观察现象，思考原因演示实验:现象：

软木塞冲出；管口有“白汽”产生说明:

水蒸汽对木塞做功，内能减少，它的温度下降，水蒸汽液化成小水珠。能量转化：内能转化为机械能应用：热机（将内能转化为机械能的机械）教学目标1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。2、从能量转化角度认识燃料的热值，能进行有关燃烧放热的简单计算。3、通过能量的转化和转移，认识热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道怎样提高热机效率。燃料的化学能转化为内能，内能转变成机械能水蒸气使机械获得动力。一、热机的种类：

蒸汽机内燃机喷气发动机火箭等1、内燃机：

燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机：汽油机柴油机(1)汽油机的构造火花塞气缸进气门活塞连杆排气门曲轴(2)柴油机的构造排气门进气门喷油嘴2、汽油机的工作原理：1.明确：一个冲程、一个工作循环2.完成以下问题

（1）热机是把______能转化为_____能的装置。内燃机是燃料直接在发动机_____

燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做______和

_______。（2）工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有______个冲程。包括：_______________、_______、________四个冲程。内能机械汽缸内汽油机柴油机四吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程吸气冲程汽油和空气

打开，

关闭。活塞由

向

运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。进气门排气门上端下端跟踪练习压缩冲程

进气门和排气门都

，活塞向

运动，燃料混合物被压缩，

增大，

升高机械能转化为

。关闭上压强温度内能跟踪练习做功冲程

在压缩冲程末尾，

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

运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为

。跟踪练习火花塞向下机械能排气冲程燃烧后的废气

关闭，

打开，活塞

运动，把废气排出气缸。跟踪练习进气门排气门向上跟踪练习1.一个工作循环有

个冲程，飞轮转动

周，对外做功

次，活塞往复运动

次，其他冲程靠飞轮的惯性完成。

2.在汽油机工作的四个冲程中，内能最大的冲程是＿＿＿＿＿。内能最小的冲程是＿＿＿＿＿。四二一二做过冲程吸气冲程二、燃料及其热值

1.燃料燃烧过程中的能量转化2.热值：定义、单位、物理意义3.完成下列题目：（1）燃料的热值：

_______________________符号：___。单位：_____。气体燃料的热值单位：____。（2）干木柴的热值是1.2×l07焦物理意义是_______________________。完全燃烧2kg干木柴放出的热量是

J，公式是：_____________。Q放=mq(即质量乘以热值)1千克干木柴完全燃烧时放出的热量是1.2×107JJ/kg(J/m3)指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量。q2.4×107计算热量公式：Q放=mq(即质量乘以热值)燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。废气带走机件发热散失机件摩擦损失燃料燃烧产生能量做有用功燃烧不完全热机效率：用来做有用