滬粵版九年級(jí)物理 12.4 熱機(jī)與社會(huì)發(fā)展（學(xué)習(xí)、上課課件）

12.4熱機(jī)與社會(huì)發(fā)展第十二章內(nèi)能與熱機(jī)逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時(shí)講解1課時(shí)流程2熱機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)熱機(jī)的效率熱機(jī)與環(huán)境知識(shí)點(diǎn)熱機(jī)知1－講11.

定義熱機(jī)是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。2.

熱機(jī)工作原理知1－講3.

常見(jiàn)的熱機(jī)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)。知1－講知識(shí)關(guān)聯(lián)內(nèi)燃機(jī)是燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)，常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)和柴油機(jī)。知1－練例1如圖1所示，取一只透明膠卷盒，底部鉆一小孔，剛好能將電子式火花發(fā)生器的放電針管緊緊地塞進(jìn)孔中，打開(kāi)塑料盒蓋，向盒中滴入數(shù)滴酒精，再將盒蓋蓋緊，然后按動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕。解題秘方：從能量轉(zhuǎn)化的角度分析熱機(jī)的原理。知1－練解析：打開(kāi)塑料盒蓋，向盒中滴入數(shù)滴酒精，再將盒蓋蓋緊，然后按動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕，觀察到的現(xiàn)象是塑料盒蓋飛出去。(1)實(shí)驗(yàn)中，你將觀察到的現(xiàn)象是__________________。塑料盒蓋飛出去了知1－練解析：酒精燃燒后產(chǎn)生的燃?xì)鈱?duì)外做功，燃?xì)獾膬?nèi)能減少，轉(zhuǎn)化為盒蓋的機(jī)械能。(2)在此過(guò)程中，酒精燃燒后的燃?xì)鈱?duì)外做功，燃?xì)獾腳______能減少，轉(zhuǎn)化為盒蓋的_______能。內(nèi)機(jī)械知1－練1.[中考·無(wú)錫]如圖所示，在試管里裝入一些水，用軟木塞塞住試管口，將試管放在酒精燈上加熱使水沸騰，水蒸氣會(huì)把軟木塞沖開(kāi)，在這一過(guò)程中，水蒸氣膨脹對(duì)軟木塞______，水蒸氣的一部分______能轉(zhuǎn)化為軟木塞的______能，利用這一原理，可以制成熱機(jī)。做功內(nèi)機(jī)械知2－講知識(shí)點(diǎn)汽油機(jī)21.定義用汽油做燃料，使汽油在氣缸內(nèi)燃燒，從而將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種熱機(jī)。2.

結(jié)構(gòu)進(jìn)氣門、排氣門、火花塞、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。知2－講模型圖主要部件作用氣缸汽油燃燒的場(chǎng)所活塞被高溫、高壓燃?xì)馔苿?dòng)，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能連桿和曲軸連桿跟活塞相連,曲軸通過(guò)傳動(dòng)裝置(圖中未畫出)跟工作機(jī)相連，將活塞的動(dòng)力傳給工作機(jī)火花塞產(chǎn)生電火花使燃料混合物猛烈燃燒知2－講3.汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程圖示知2－講續(xù)表：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程氣門開(kāi)閉進(jìn)氣門打開(kāi)排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開(kāi)活塞向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)知2－講續(xù)表：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程主要過(guò)程吸入汽油和空氣的混合氣體壓縮混合氣體火花塞點(diǎn)火形成高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)排出廢氣能量轉(zhuǎn)換無(wú)機(jī)械能→內(nèi)能內(nèi)能→機(jī)械能無(wú)知2－講總結(jié)：①汽油機(jī)在開(kāi)始工作時(shí)，要靠外力先使曲軸、連桿轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)以后，汽油機(jī)才能連續(xù)工作；②在汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，包含4個(gè)沖程，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2圈，對(duì)外做功1次。知2－講釋疑解難1.熱機(jī)啟動(dòng)的動(dòng)力：先靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，然后帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。2.活塞向上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)力：如圖2，在做功沖程中，氣體迅速膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿推動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)。飛輪旋轉(zhuǎn)的慣性，會(huì)反過(guò)來(lái)帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)活塞的上下移動(dòng)。知2－講方法解讀運(yùn)用對(duì)比法識(shí)別沖程：(1)區(qū)分吸氣沖程與排氣沖程：只需看打開(kāi)哪個(gè)氣門。(2)識(shí)別做功沖程與壓縮沖程：在確定兩個(gè)氣門都關(guān)閉的前提下，只需看活塞的運(yùn)動(dòng)情況，活塞向上運(yùn)動(dòng)為壓縮沖程，活塞向下運(yùn)動(dòng)為做功沖程。知2－練[中考·綏化]如圖是四沖程汽油機(jī)的工作示意圖。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是(

)例2知2－練解題秘方：通過(guò)氣門的關(guān)閉情況和活塞的運(yùn)動(dòng)情況來(lái)判斷是哪一個(gè)沖程。知2－練答案：A解析：圖A中的兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以為壓縮沖程，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；圖B中的一個(gè)氣門打開(kāi)，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以為吸氣沖程；圖C中的一個(gè)氣門打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，所以為排氣沖程；圖D中的兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以為做功沖程，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。知2－練2.[中考·玉林]如圖所示是一臺(tái)四沖程汽油機(jī)的______(填“壓縮”或“做功”)沖程，這個(gè)沖程是通過(guò)______(填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變氣缸內(nèi)氣體的內(nèi)能。壓縮做功知3－講知識(shí)點(diǎn)柴油機(jī)31.

主要結(jié)構(gòu)進(jìn)氣門、排氣門、噴油嘴、氣缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。知3－講2.

利用對(duì)比法分析柴油機(jī)和汽油機(jī)的不同點(diǎn)機(jī)種項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)構(gòu)造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴燃料汽油柴油知3－講續(xù)表：機(jī)種項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)工作過(guò)程吸氣沖程吸進(jìn)汽油和空氣的混合物吸進(jìn)空氣壓縮沖程混合物被壓縮后，壓強(qiáng)達(dá)6~15atm，溫度達(dá)250~300℃空氣被壓縮后，壓強(qiáng)達(dá)35~45atm，溫度達(dá)500~700℃做功沖程火花塞點(diǎn)火，燃料燃燒，即點(diǎn)燃式噴油嘴噴出霧狀柴油，遇高溫空氣燃燒，即壓燃式知3－講續(xù)表：機(jī)種項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)用途輕巧、體積小，常用于汽車、輕型飛機(jī)等笨重、功率大，主要用于載重汽車、輪船、坦克、帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電等知3－講深度理解汽油機(jī)和柴油機(jī)的辨析：和汽油機(jī)相比，柴油機(jī)的壓縮沖程更充分，壓縮沖程末氣缸內(nèi)的壓強(qiáng)更大，溫度更高，已超過(guò)了柴油的著火點(diǎn)，此時(shí)噴油嘴噴出霧狀柴油，燃料燃燒更充分，通過(guò)做功獲得的動(dòng)力更大。知3－練汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要不同是()A.在構(gòu)造上汽油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴，而柴油機(jī)的氣缸頂部有火花塞B.在吸氣沖程中汽油機(jī)吸入氣缸的是汽油，柴油機(jī)吸入氣缸的是柴油C.汽油機(jī)采用的是點(diǎn)燃式點(diǎn)火，而柴油機(jī)采用的是壓燃式點(diǎn)火D.在壓縮沖程中汽油機(jī)氣缸里的溫度和壓強(qiáng)比柴油機(jī)里的高例3知3－練解題秘方：用對(duì)比法區(qū)別兩種內(nèi)燃機(jī)，要能找出兩種內(nèi)燃機(jī)的主要不同點(diǎn)。解析：汽油機(jī)氣缸頂部是一個(gè)火花塞，而柴油機(jī)氣缸頂部是一個(gè)噴油嘴，這是汽油機(jī)和柴油機(jī)在構(gòu)造上的區(qū)別。此外，汽油機(jī)和柴油機(jī)吸氣沖程時(shí)吸入的工作物質(zhì)、壓縮沖程時(shí)的壓縮程度及點(diǎn)火方式都有所不同。答案：C知3－練3.

下列關(guān)于汽油機(jī)與柴油機(jī)的說(shuō)法錯(cuò)誤的是(

)A.汽油機(jī)和柴油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī)B.汽油機(jī)適用于小型汽車，柴油機(jī)適用于載重汽車C.柴油機(jī)與汽油機(jī)除使用的燃料不同外，在構(gòu)造上完全相同D.在壓縮沖程中，柴油機(jī)氣缸內(nèi)氣體被壓縮程度更大C知4－講知識(shí)點(diǎn)熱機(jī)的效率41.

定義熱機(jī)工作時(shí),用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比,叫做熱機(jī)的效率。2.公式知4－講3.

提高熱機(jī)效率的途徑(1)改善燃燒條件，使燃料盡可能充分燃燒。(2)減少熱機(jī)工作過(guò)程中與外界的熱傳遞損失。(3)簡(jiǎn)化機(jī)械傳動(dòng)部分，選用優(yōu)良的潤(rùn)滑材料減小機(jī)械摩擦，以減少能量損失。知4－講4.

常見(jiàn)熱機(jī)的效率知4－講

知4－講易錯(cuò)提醒1.熱機(jī)效率是一個(gè)比值，與功率大小、消耗燃料多少、轉(zhuǎn)速快慢等因素?zé)o關(guān)。2.熱機(jī)的效率越高意味著消耗相同質(zhì)量的燃料輸出的有用功越多。知4－練[淮安期末]無(wú)人駕駛汽車是一種智能汽車，也可稱之為輪式移動(dòng)機(jī)器人，主要依靠車內(nèi)以計(jì)算機(jī)系統(tǒng)為主的智能駕駛儀來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)人駕駛。如圖5所示為某款無(wú)人駕駛汽車，該車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km，消耗汽油1.2kg。假設(shè)汽油完全燃燒，汽油機(jī)的效率為30%，那么，在這段運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，求：(汽油的熱值為4.5×107

J/kg)例4知4－練

知4－練(1)1.2kg汽油完全燃燒產(chǎn)生的熱量。解：消耗的汽油完全燃燒放出的熱量Q放＝qm＝4.5×107

J/kg×1.2kg＝5.4×107

J。知4－練(2)該汽車所受的阻力。

知4－練

知4－練4.[中考·南充]某單缸四沖程汽油機(jī)，飛輪每分鐘轉(zhuǎn)3000轉(zhuǎn)，則每秒對(duì)外做功_______次，每次對(duì)外做功115J，該汽油機(jī)的效率為25%，連續(xù)工作1h需消耗汽油_______kg。(q汽油＝4.6×107J/kg)250.9知5－講知識(shí)點(diǎn)熱機(jī)與環(huán)境5現(xiàn)代熱機(jī)的出現(xiàn)，極大地改進(jìn)了人類的工作方式和生活條件。但是，所有熱機(jī)工作時(shí)都要排放廢氣。熱機(jī)排岀的廢氣不僅溫度高于環(huán)境溫度，而且還含有一氧化碳、二氧化氮、微粒等各種對(duì)人體有害的物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成污染，影響人們的身體健康和動(dòng)植物的生存。減少熱機(jī)排放出的有害物質(zhì)，控制廢氣的排放總量，已成為熱機(jī)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的重要舉措。知5－講深度理解在熱機(jī)的能量損失中，廢氣帶走的能量最多，所以設(shè)法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要措施之一。知5－練[中考·衡陽(yáng)]汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)大多數(shù)是內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說(shuō)法，正確的是(

)A.熱機(jī)排出的尾氣沒(méi)有內(nèi)能B.熱機(jī)的效率能達(dá)到100%C.熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染D.汽油機(jī)的做功沖程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能例5知5－練解題秘方：熱機(jī)工作時(shí)，排放的尾氣中有一氧化碳、二氧化氮、微粒等，會(huì)形成酸雨，危害植物，污染環(huán)境。知5－練解析：熱機(jī)工作時(shí)，排出的尾氣帶走了大部分內(nèi)能，故A錯(cuò)誤；熱機(jī)工作時(shí)由于要克服機(jī)械間的摩擦做額外功，同時(shí)也存在熱散失，并且廢氣帶走大部分能量，所以熱機(jī)的效率很低，不能達(dá)到100%，故B錯(cuò)誤；熱機(jī)工作時(shí)，燃料燃燒放出的廢氣會(huì)造成環(huán)境污染，所以熱機(jī)的大量使用