初三物理第十四章內(nèi)能利用第一節(jié)熱機(jī)_公開課

1、知識回顧：知識回顧：如圖所示在如圖所示在一個試管中裝一些水，一個試管中裝一些水，用軟木塞塞緊。對試管用軟木塞塞緊。對試管加熱使水沸騰，會看到加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象，說明了什么什么現(xiàn)象，說明了什么問題？問題？現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有“白氣白氣”產(chǎn)生。產(chǎn)生。說明：說明：水蒸汽對木塞做功，內(nèi)能減少，它水蒸汽對木塞做功，內(nèi)能減少，它的溫度下降，水蒸汽液化成小水珠。的溫度下降，水蒸汽液化成小水珠。工作時：工作時：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能應(yīng)用：熱機(jī)應(yīng)用：熱機(jī)鏈接1鏈接觀察討論：觀察討論：如圖所示，在試管內(nèi)裝如圖所示，在試管內(nèi)裝一些水，用橡皮塞塞住。對試管加一些水，用橡

2、皮塞塞住。對試管加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象？討討論這個過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。論這個過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。 燃料的燃料的化學(xué)能化學(xué)能通過燃燒通過燃燒轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為內(nèi)能為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣，水蒸，傳給水和水蒸氣，水蒸氣膨脹做功把塞子沖出去，氣膨脹做功把塞子沖出去，內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為塞子的塞子的機(jī)械能機(jī)械能。 一、一、熱機(jī)的定義：熱機(jī)的定義： 將燃料燃燒時放將燃料燃燒時放出的出的內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能的機(jī)器統(tǒng)的機(jī)器統(tǒng)稱為熱機(jī)。稱為熱機(jī)。 二、二、熱機(jī)的種類：熱機(jī)的種類： 蒸汽機(jī)蒸汽機(jī) 二、二、熱機(jī)的種類：熱機(jī)的種類： 蒸汽機(jī)蒸汽機(jī) 二、二、熱機(jī)的種類：熱機(jī)的種類

3、： 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)火箭火箭 二、二、熱機(jī)的種類：熱機(jī)的種類： 三、三、內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī) 四、四、汽油機(jī)的工作原理：汽油機(jī)的工作原理：構(gòu)造：構(gòu)造：火花塞火花塞汽缸汽缸進(jìn)氣門進(jìn)氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸1、汽油機(jī)的構(gòu)造汽油機(jī)的構(gòu)造；觀察圖回答汽油機(jī)；觀察圖回答汽油機(jī)的主要構(gòu)造有：的主要構(gòu)造有：主體是主體是 ，內(nèi)有，內(nèi)有 、它、它通過通過 與與 相連。上部相連。上部有有 和和 ，頂部，頂部有有 。汽缸汽缸活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸進(jìn)氣門進(jìn)氣門排氣門排氣門火花塞火花塞2、工作原理工作原理：燃料的燃料的化學(xué)能化學(xué)能

4、通過燃燒通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，把轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，把內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變成成機(jī)械能機(jī)械能。從而使機(jī)械獲得動力。從而使機(jī)械獲得動力。 四、四、汽油機(jī)的工作原理汽油機(jī)的工作原理：兩個名詞：兩個名詞：1、一個、一個沖程沖程：2、一個、一個工作循環(huán)工作循環(huán)： 活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，從汽活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，從汽缸的一端運(yùn)動到另一端的過程。缸的一端運(yùn)動到另一端的過程。 把這把這四個沖程四個沖程稱為發(fā)動機(jī)的一個稱為發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)。工作循環(huán)。吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的沖程沖程和和工作循環(huán)工作循環(huán)汽油機(jī)工作原理汽油機(jī)工作原理吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做

5、功沖程排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程汽油和空氣開始工作前，活塞位于開始工作前，活塞位于汽缸上端，進(jìn)、排氣門汽缸上端，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。工作時，活塞均關(guān)閉。工作時，活塞由上向下運(yùn)動，進(jìn)氣門由上向下運(yùn)動，進(jìn)氣門打開，排氣門仍關(guān)閉。打開，排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小，空氣和汽油的強(qiáng)減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入汽缸?；旌蠚怏w被吸入汽缸。壓縮沖程壓縮沖程活塞運(yùn)動到最下端，就活塞運(yùn)動到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動。這開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動。這時進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)時進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。，壓

6、強(qiáng)增大。機(jī)械能轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程壓縮結(jié)束時雖然溫度較高，壓縮結(jié)束時雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊缮细邷馗邏喝細(xì)馔苿踊钊缮舷蛳逻\(yùn)動，通過連桿帶動曲向下運(yùn)動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動對外做過。軸轉(zhuǎn)動對外做過。高溫燃燒高溫燃燒氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣做功沖程結(jié)束，活塞做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運(yùn)動，繼續(xù)由下向上運(yùn)

7、動，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。被活塞推出缸外。n播放視頻第一沖程：第一沖程： 。進(jìn)氣門。進(jìn)氣門 ，排，排氣門氣門 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運(yùn)運(yùn)動，動， 和和 的混合物從的混合物從 被吸被吸入汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動到汽缸的最下端，入汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動到汽缸的最下端， 關(guān)閉，關(guān)閉， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動 圈。圈。第二沖程：第二沖程： 。進(jìn)氣門和排氣門。進(jìn)氣門和排氣門都都 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運(yùn)動，運(yùn)動，燃料的混合物被燃料的混合物被 ，汽缸內(nèi)溫度，汽缸內(nèi)溫度 ，氣壓氣壓 。曲軸轉(zhuǎn)動。曲軸轉(zhuǎn)動 圈。在此過程中，圈。在此過程中

8、， 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。吸氣沖程吸氣沖程打開打開關(guān)閉關(guān)閉上端上端下下汽油汽油空氣空氣進(jìn)氣門進(jìn)氣門進(jìn)氣門進(jìn)氣門半半關(guān)閉關(guān)閉下端下端上上壓縮壓縮升高升高增大增大半半機(jī)械能機(jī)械能 內(nèi)能內(nèi)能壓縮沖壓縮沖程程第三沖程：第三沖程： 。在壓縮沖程末，。在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花（火花塞產(chǎn)生電火花（點(diǎn)燃式點(diǎn)燃式），燃料混合），燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生物劇烈燃燒，產(chǎn)生 的燃?xì)?，推的燃?xì)猓苿踊钊善紫騽踊钊善紫?運(yùn)動，并通過連桿驅(qū)運(yùn)動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動，使曲軸轉(zhuǎn)動， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動 圈。在此沖程圈。在此沖程中，中， 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。第四沖程：第四沖程： 。進(jìn)氣門。進(jìn)氣門 ，排，排氣門氣門 ，活塞由汽缸最，

9、活塞由汽缸最 向向 運(yùn)運(yùn)動，把廢氣排出汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動到汽缸動，把廢氣排出汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動到汽缸的最上端，的最上端， 關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動 圈。圈。做功沖做功沖程程高溫高壓高溫高壓下下半半內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能排氣沖程排氣沖程關(guān)閉關(guān)閉打開打開下端下端上上排氣門排氣門半半 想想議議：想想議議：1、在四個沖程中，哪、在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？2、哪個沖程使汽車獲、哪個沖程使汽車獲得動力？得動力？3、哪個沖程排出了汽車的尾氣？、哪個沖程排出了汽車的尾氣？2.2.內(nèi)燃機(jī)的啟動內(nèi)燃機(jī)的啟動 內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動。開始內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動。開始運(yùn)

10、轉(zhuǎn)時，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運(yùn)動，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。運(yùn)動，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。小結(jié)：小結(jié)：汽油機(jī)一個工作循環(huán)包括汽油機(jī)一個工作循環(huán)包括 個沖個沖程，活塞往復(fù)程，活塞往復(fù) 次，曲軸轉(zhuǎn)動次，曲軸轉(zhuǎn)動 圈，圈，做功做功 次。有次。有 次能量轉(zhuǎn)化。次能量轉(zhuǎn)化。 在汽油機(jī)工作的四個沖程中，只有在汽油機(jī)工作的四個沖程中，只有 燃?xì)鈱ν庾龉Γ渌齻€沖燃?xì)鈱ν庾龉?，其他三個沖程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的 來完成。必須靠來完成。必須靠外力外力來啟動。來啟動。做功沖做功沖程

11、程飛輪的慣性飛輪的慣性422123.3.內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用（1 1）汽油機(jī)的應(yīng)用）汽油機(jī)的應(yīng)用（2 2）柴油機(jī)的應(yīng)用）柴油機(jī)的應(yīng)用柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，主要用在載重汽車、拖笨重，主要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上面。拉機(jī)、坦克上面。汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。1.四沖程汽油機(jī)的工作過程由四沖程汽油機(jī)的工作過程由( ).( ).( ).( )四個沖程組成的。四個沖程組成的。2.四沖程汽油機(jī)，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是四沖程汽油機(jī)，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( )沖程，做功沖程是沖程，做功沖

12、程是( )能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為( )能。能。3.汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油機(jī)吸入汽缸的是( )，點(diǎn)火方式是，點(diǎn)火方式是( )。4.四沖程汽油機(jī)的三個輔助沖程靠飛輪的四沖程汽油機(jī)的三個輔助沖程靠飛輪的( )來來完成。完成。5.某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min，則，則它每秒鐘對外做功它每秒鐘對外做功( )次。次。知識應(yīng)用知識應(yīng)用2.某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，分，則該汽油機(jī)每秒做功則該汽油機(jī)每秒做功 次。次。1.單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成40個沖程，下個沖程，下列說法正確的是（列說法正確的是（ ） A.做功做功10次

13、，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)40周周 B.做功做功40次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)20周周 C.做功做功10次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)20周周 D.做功做功20次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)10周周 C103.某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒，則秒，則該汽油機(jī)該汽油機(jī)10秒做功秒做功 次。次。2503 3、關(guān)于、關(guān)于四沖程四沖程汽油機(jī)的工作過程有以下幾種說法：汽油機(jī)的工作過程有以下幾種說法：在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 在做功沖程中在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾鲋挥凶龉_程是燃?xì)鈱ν庾龉?汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入汽缸

14、的是汽油。汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入汽缸的是汽油。 以上說法正確的是（以上說法正確的是（ ） A.A.只有只有 B. B.只有只有 C. C.只有只有 D. D.只有只有2 2、熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成、熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成 能的機(jī)器；能的機(jī)器；熱機(jī)一個工作循環(huán)由熱機(jī)一個工作循環(huán)由 個沖程組成，其個沖程組成，其中圖中所示是熱機(jī)的中圖中所示是熱機(jī)的 沖程。沖程。A A機(jī)械能機(jī)械能四四做功做功1、某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速、某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速1200r/min，則該汽油，則該汽油機(jī)每秒做功機(jī)每秒做功 次，有次，有 個沖程個沖程, 飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn) 周。周。1040204 4、在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住，加熱

15、使水沸、在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會把木塞沖開，有的同學(xué)由這個裝置騰，水蒸氣會把木塞沖開，有的同學(xué)由這個裝置聯(lián)想到內(nèi)燃機(jī)，請你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新聯(lián)想到內(nèi)燃機(jī)，請你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新的思維過程。的思維過程。高溫高壓的水蒸氣高溫高壓的水蒸氣 堅(jiān)固氣缸堅(jiān)固氣缸酒精燃燒酒精燃燒 活塞運(yùn)動做功活塞運(yùn)動做功玻璃試管玻璃試管 高溫高壓的燃?xì)飧邷馗邏旱娜細(xì)饽救麤_出木塞沖出 油料燃燒油料燃燒5 5、汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中、汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的的 （）（）、壓強(qiáng)增大，溫度降低；、壓強(qiáng)減小，溫度升高；、壓強(qiáng)增大，溫度降低；、壓強(qiáng)減小，溫度升

16、高；、壓強(qiáng)增大，溫度升高；、壓強(qiáng)減小，溫度降低。、壓強(qiáng)增大，溫度升高；、壓強(qiáng)減小，溫度降低。c6 6、當(dāng)瓶中的煤油倒去一半后，則煤油的當(dāng)瓶中的煤油倒去一半后，則煤油的( ( ) )A A、比熱容不變，熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼谋葻崛莶蛔?，熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼囊话耄灰话?；B B、比熱容比熱容、熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼臒嶂岛兔芏榷甲優(yōu)樵瓉淼囊话耄灰话?；C C、比熱容比熱容、熱值都變?yōu)樵瓉淼臒嶂刀甲優(yōu)樵瓉淼囊话?，一半，密度不變密度不變；D D、比熱容比熱容、熱值和密度都不變熱值和密度都不變。D7 7、在汽油機(jī)工作的四個沖程中，將、在汽油機(jī)工作的四個沖程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能的是的是_沖程

17、，將沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是的是_沖程。沖程。壓縮壓縮做功做功想想議議：想想議議： 汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？鏈接1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似?；緲?gòu)造和主要部件的作用相似。2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3 四個沖程中，只有做功沖程對外做功，四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。其余三個沖程靠飛輪慣性完成。4 一個工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪一個工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。相同點(diǎn)相同點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)1構(gòu)造不同：汽油