九年级物理：-内燃机-(动画)

九年级物理：内能与热机

第三节内燃机1.知道热机、内燃机的概念，知道内燃机是热机的一种，体会现代交通工具对人们生活的巨大影响。2.通过模型或挂图了解四冲程汽油机和柴油机的构造。3.能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。

玩具熊是如何获得机械能的呢？新课导入烧水的时候，水沸腾后壶盖会上下跳动【实验目的】探讨不同能量间的形式转化【猜想与假设】水沸腾后，木塞会被冲起来【实验器材】酒精灯、试管、木塞等【实验步骤】1.放置好实验器材

2.将试管中的水烧至沸腾，然后观察木塞的变化一、实验探究特别提醒：分析本实验注意以下三点：1.实验中的能量转化过程：(1)酒精燃烧：化学能转化为内能；(2)冲开塞子：内能转化为机械能。水蒸气对塞子做功时，塞子机械能增加，而水蒸气本身的内能减少。2.实验中的能量转移过程：高温燃气→试管→管内的水和水蒸气。3.实验过程中的物态变化过程：汽化和液化。如图是一个小蒸汽轮机。请你分析小蒸汽轮机的工作过程。（1）酒精灯内的酒精通过燃烧把_______能转化为_____能；（2）烧瓶内的水是通过_________的方式增加了内能，_____（填物态变化名称）为水蒸气；（3）蒸汽推动风轮转动，自身的______能转化为风轮的_______能。化学内热传递汽化内机械【解析】通过燃烧，酒精的化学能转化为内能；内能通过热传递的方式转移给水；水吸热汽化成水蒸气，蒸汽推动风轮转动，使自身的内能转化为风轮的机械能。典例分析例思路导引：通过燃烧，酒精的化学能转化为内能。内能通过热传递的方式转移给水，水吸热汽化成水蒸气。蒸汽推动风轮转动，使自身的内能转化为风轮的机械能。理解热机工作原理中的能量转化新课讲解热机：利用内能做功的机械热机的种类：水蒸气的内能产生动力蒸汽机二、热机燃料的化学能转化燃烧气体的内能转化做功机械能这就是蒸汽机工作原理，利用内能做功。蒸汽机原理热机的种类：燃料直接在汽缸内燃烧产生动力内燃机汽油机柴油机柴油机——燃料为柴油的内燃机。汽油机——燃料为汽油的内燃机热机的种类：一种旋转式的蒸汽动力装置汽轮机热机的种类：喷管高速喷出气流直接产生反作用力的发动机喷气式发动机共同特点：燃料的化学能工作物质的内能工作机器的机械能燃烧做功

1.热机工作时能量的转化过程：

2.内能的两种应用①利用内能加热：内能可以直接用来加热物体，物体获得内能后，温度会升高，其实质是能量的转移过程，如烧水等。②利用内能做功：使内能转化为我们需要的机械能，其实质是能量的转化过程，如小汽车等用燃料燃烧释放的内能来推动机械对外做功。燃烧做功燃料的化学能内能机械能汽油在汽缸内燃烧产生高温高压燃气推动活塞做功带动曲轴转动一个冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程三、汽油机吸气冲程进气门打开排气门关闭活塞向下运动汽油和空气的混合物进入汽缸汽油机工作分解图压缩冲程进气门排气门关闭活塞向上运动汽缸内的燃料混合物被压缩机械能内能做功冲程进气门排气门关闭活塞向下运动对外做功内能机械能排气冲程进气门关闭排气门打开活塞向上运动把废气排出汽缸1.汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成2.汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞上下往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次汽油机工作一个循环某单缸四冲程汽油机的飞轮转速1800r/min，则它10秒钟完成

个冲程，对外做功

次600150例冲程名称进气门排气门活塞的运动冲程的作用能的转化吸气冲程开闭向下吸入燃料和空气的混合物——压缩冲程闭闭向上压缩燃料和空气的混合物，使其内能增大，温度升高机械能转化为内能做功冲程闭闭向下火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动内能转化为机械能排气冲程闭开向上排出废气——(2021·济南)如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是(

)A．做功冲程，将机械能转化为内能B．做功冲程，将内能转化为机械能C．压缩冲程，将机械能转化为内能D．压缩冲程，将内能转化为机械能【解析】由图可知，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，是内能转化成机械能，故B正确，A、C、D错误。B例喷油嘴柴油机剖面图柴油机气缸四、柴油机柴油机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程柴油机的工作过程：1个工作循环，曲轴转动2周，对外做功1次柴油机通过压损空气直接点燃柴油喷油嘴只有空气点燃方式：压燃式点火炒有机对空气的压缩程度比汽油机更高气体的压强大于汽油机输出更大的功率空气吸气冲程

进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。柴油机工作分解图压缩冲程

进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。做功冲程

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。燃烧后的废气排气冲程

进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。柴油机和汽油机的区别与联系相同点：1.每个工作循环都由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。2.四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。3.一个工作循环中,活塞往复两次，曲轴转动两周，飞轮转动两周，做功一次。利用对比法分析柴油机和汽油机的不同点：机种项目汽油机柴油机构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油工作过程吸气冲程吸进汽油和空气的混合物吸进空气压缩冲程燃料被压缩后，压强达6～15atm，温度达250～300℃空气被压缩后，压强达35～45atm，温度500～700℃做功冲程火花塞点火，燃料燃烧，即点燃式喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温燃烧，即压燃式(1)汽油机的应用(2)柴油机的应用柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上五.汽油机和柴油机的应用本课总结热机课堂总结1.[2021河南郑州一中月考]如图所示是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作.由此他联想到热机的四个冲程,以下与做功冲程最相似的是(

)

A.鼻孔吸气 B.气沉丹田 C.排山倒海 D.打完收功【解题思路】鼻孔吸气类似于吸气冲程,气沉丹田类似于压缩冲程,排山倒海类似于做功冲程,打完收功类似于排气冲程.故C符合题意.课程练习C2.(2021·浙江省宁波市中考)在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

【解析】解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。故选：C。燃料燃烧，将化学能转化为内能，气体膨胀对软木塞做功；在汽油机的做功冲程中，气体对外做功。课程练习C3.(2021·四川省自贡市中考)关于四冲程内燃机，下列说法正确的是()A.汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同B.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的C.燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能

A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故A错误；B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；C、燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故C错误；D、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故D正确。故选：D。课程练习D

4.(2021·山东省枣庄市中考)如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于______冲程，该冲程将机械能转化为______能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功______次。

【解析】解：从图中可以看出，两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程中，机械能转化为内能；飞轮的转速是60r/s，因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成2×60=120个冲程，完成四个冲程，对外做功一次，所以1s可以做功30次。故答案为：压缩；内；30。课程练习压缩内305.(2020·温州中考)英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”。斯特林发动机汽缸内工作介质易汽化、易液化，该介质经过吸热膨胀