九年級物理-全一冊-第十四章-第2節(jié)第十四章

內(nèi)能的利用第2節(jié)

熱機1、課堂引入思考1：請你說說“酒精燈加熱試管中的水，使瓶塞噴出”這個過程中的主要能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化？酒精化學能水和水蒸氣的內(nèi)能橡膠塞機械能燃燒做功蒸汽機的原理高溫高壓的水蒸氣熱機：通過把

內(nèi)能

轉(zhuǎn)化為

機械能

來做功的機器2、熱機的種類——蒸汽機已知最早以蒸氣轉(zhuǎn)變成動力的機器由古希臘數(shù)學家希羅發(fā)明，主要是由一個空心的球和一個裝有水的密閉鍋子以兩個空心管子連接在一起在鍋底加熱使水沸騰然后變成水蒸氣后由管子進入到球中，水蒸氣會由球體的兩旁噴出并使得球體轉(zhuǎn)動。汽轉(zhuǎn)球2、熱機的種類——蒸汽機2、熱機的種類——蒸汽機由英國人紐可門于1705年發(fā)明主要用于礦井抽水，但是

效率很低紐可門蒸汽機2、熱機的種類——蒸汽機瓦特

對蒸汽機進行了重大

改良，使其在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用蒸汽機帶來了

第一次工業(yè)革命提供了強大的動力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來2、熱機的種類——蒸汽機蒸汽機車蒸汽火車蒸汽機工作原理：2、熱機的種類——蒸汽機2、熱機的種類——蒸汽機氣缸鍋爐氣缸鍋爐蒸汽機的鍋爐與汽缸分離，是“外燃機“缺點:汽缸體積龐大，車身笨重，熱損失大，效率很低2、熱機的種類——蒸汽機斯特林發(fā)動機2、熱機的種類——蒸汽機酒精完全燃燒釋放的內(nèi)能

Q1水增加的內(nèi)能

Q4酒精未完全燃燒儲存的能量

Q3水蒸氣增加的內(nèi)能

Q5瓶塞獲得的機械能

W空氣、試管、鐵架臺等增加的內(nèi)能

Q2思考2：酒精燃燒釋放的內(nèi)能全部用來對塞子做功嗎？

如果不是，那它有哪些去向？2、熱機的種類——蒸汽機酒精完全燃燒釋放的內(nèi)能

Q1水增加的內(nèi)能

Q4酒精未完全燃燒儲存的能量

Q3水蒸氣增加的內(nèi)能

Q5瓶塞獲得的機械能

W空氣、試管、鐵架臺等增加的內(nèi)能

Q2思考3：可以通過什么措施讓

Q1更多地轉(zhuǎn)化為

W？策略：燃料燃燒直接作用于瓶塞！3、熱機的種類——內(nèi)燃機活塞電火花儀燃料自制簡易熱機密封容器內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機3、熱機的種類——內(nèi)燃機內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機世界上第一輛以汽油為動力的車開始只有三個輪子，德國人卡爾?本茨制造的“奔馳一號”1888年，法國自行車商人埃米爾·羅杰斯獲得奔馳的許可，開始生產(chǎn)商用汽車。3、熱機的種類——內(nèi)燃機酒精完全燃燒釋放的內(nèi)能

Q1空氣、試管、鐵架臺等增加的內(nèi)能

Q2水增加的內(nèi)能

Q4酒精未完全燃燒儲存的能量

Q3水蒸氣增加的內(nèi)能

Q5瓶塞獲得的機械能

W燃料燃燒直接作用于瓶塞！思考4：如何讓酒精實現(xiàn)更充分燃燒？3、熱機的種類——內(nèi)燃機電火花儀活塞壓縮燃料和空氣，即活塞對燃料和空氣混合物做功，使混合物的溫度變大。壓縮結(jié)束后，電火花點火，高溫且充分接觸的混合物迅速猛烈地燃燒，釋放大量的內(nèi)能。燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的氣體推動活塞向下運動。這個過程中什么物體對什么物體做功？能量如何轉(zhuǎn)化？氣體對活塞做功；氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能。3、熱機的種類——內(nèi)燃機電火花儀廢氣做功結(jié)束后，氣體內(nèi)能如何變化？還剩下什么氣體成分？如何排出？氣體內(nèi)能減小，容器內(nèi)剩余溫度較高的廢氣，可以開孔擠壓排出。3、熱機的種類——內(nèi)燃機電火花儀燃料與空氣的混合物再次注入燃料和空氣的混合物。接著重復壓縮、做功、排氣等過程。如何讓內(nèi)燃機實現(xiàn)循環(huán)工作？4、熱機的種類——汽油機汽油機：使用汽油作為燃料的內(nèi)燃機沖程：活塞在氣缸內(nèi)往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程四沖程汽油機剖面圖4、熱機的種類——汽油機汽油機的四個工作沖程4、熱機的種類——汽油機（1）吸氣沖程·進氣門

，排氣門

。·活塞

運動。·汽缸內(nèi)氣體的體積

，氣壓

?！て秃涂諝獾幕旌衔飶倪M氣門進入

。·曲軸轉(zhuǎn)動：

圈。打開關(guān)閉向下汽缸半增大減小4、熱機的種類——汽油機（2）壓縮沖程·進氣門

，排氣門

?！せ钊?/p>

運動。·汽缸內(nèi)氣體的體積

，溫度

。·活塞的

能轉(zhuǎn)化為燃料混合物的

能。·曲軸轉(zhuǎn)動：

圈。關(guān)閉關(guān)閉向上機械半減小升高內(nèi)4、熱機的種類——汽油機（3）做功沖程·進氣門

，排氣門

。·火花塞產(chǎn)生電火花點燃燃料，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣。·燃氣推動活塞

運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功。·燃氣的

能轉(zhuǎn)化為活塞的

能?！でS轉(zhuǎn)動：

圈。關(guān)閉關(guān)閉向下內(nèi)機械半4、熱機的種類——汽油機（4）排氣沖程·進氣門

，排氣門

。·活塞

運動，將廢氣排出汽缸。·由于安裝在曲軸上的飛輪轉(zhuǎn)動具有的動能，可以帶動活塞繼續(xù)運動，再次進入到吸氣沖程，這樣汽油機就實現(xiàn)了連續(xù)工作?！でS轉(zhuǎn)動：

圈。打開關(guān)閉半向上4、熱機的種類——汽油機汽油機的四個工作沖程4、熱機的種類——汽油機現(xiàn)代汽車多數(shù)采用四缸或六缸等多缸發(fā)動機，每個汽缸都進行這種四沖程循環(huán)。由于各個汽缸交替做功，所以發(fā)動機轉(zhuǎn)動比較平穩(wěn)。課堂練習例1：四沖程內(nèi)燃機工作的順序是

。ADBCBDAC

課堂練習例2：下圖是汽油機的一個工作循環(huán)，包括

個沖程，曲軸轉(zhuǎn)

圈，活塞往復

次，內(nèi)燃機做功

次。4221課堂練習例3：從能量轉(zhuǎn)化的角度看，一臺四沖程內(nèi)燃機在一個循環(huán)中（1）哪個沖程存在著化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程？（2）哪個沖程存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程?（3）哪個沖程具有很明顯的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程？（1）做功沖程中，燃料燃燒，化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。（3）壓縮沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5、熱機的種類——柴油機柴油機也有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程柴油機：使用柴油作為燃料的內(nèi)燃機5、熱機的種類——柴油機思考5：汽油機壓縮沖程中的溫度可以達到350℃以上，汽油的燃點在420℃左右，而柴油的燃點在220℃左右，如果直接把柴油放進氣缸壓縮會有什么問題？如何改進？柴油會在壓縮過程中就提前燃燒。這會導致燃燒時機不對，產(chǎn)生很大的沖擊力，損壞發(fā)動機部件，使發(fā)動機不能正常、平穩(wěn)地工作。改進方法：采用壓燃式，即先只壓縮空氣使空氣溫度升高到柴油燃點以上，然后在壓縮沖程末期噴油，讓柴油在氣缸內(nèi)自燃，這樣就能利用柴油燃點低的特點，使發(fā)動機正常工作。噴油嘴柴油機的氣缸頂部是噴油嘴柴油機吸入物質(zhì)只有空氣在壓縮沖程結(jié)束時，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來。柴油機對空氣的壓縮程度高于汽油機，在做功沖程中氣體的壓強也大于汽油機，可以輸出更大的功率。5、熱機的種類——柴油機柴油機VS汽油機5、熱機的種類——柴油機

種類汽油機柴油機相同點不同點上端構(gòu)造燃料吸入氣體點火方式都是內(nèi)燃機，一個工作循環(huán)都是四個沖程,都對外做功一次汽油

柴油火花塞

噴油嘴汽油和空氣

空氣點燃式

壓燃式柴油機VS汽油機課堂練習例4：汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（

）A．柴油機吸入汽缸的是柴油