人教版九年级物理第14章第1节热机(共46张PPT)

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？1.知道什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理．2．了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用．3.从能量转化的角度认识燃料的热值学习目标实验演示：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“白气”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.工作时：内能转化为机械能应用：热机自学指导请同学们认真阅读教材135-137页，回答以下问题：•1.什么是热机•2.热机的种类有哪些？•3.常见的内燃机哪两类？什么叫一个冲程，汽油机有几个冲程？•4.汽油机的构造及工作原理是怎样的？•5.汽油机与柴油机有哪些区别？检测题1.热机是（）时释放的（）转变为（）的装置。2.内燃机是燃料直接在（）燃烧产生（）的热机。3.常见的内燃机有（）（）4.内燃机的工作原理是让燃料在（）中燃烧，生成高温高压的燃气，推动（）做功，使（）转化为（）燃料燃烧内能机械能汽缸内动力汽油机柴油机汽缸活塞内能机械能火花塞气缸进气门活塞连杆排气门曲轴1、汽油机内燃机的构造及工作原理：（1）构造(3)柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴5.汽油机的构造；观察图回答汽油机的主要构造有：主体是，内有、它通过与相连。上部有和，顶部有汽缸活塞连杆曲轴进气门排气门火花塞6.内燃机的几个冲程是（）（）（）（）吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程一、热机的种类：蒸汽机内燃机喷气发动机火箭等种类汽油机柴油机三汽油机的工作过程:以一个工作循环为单元冲程：活塞从一端运动到另一端叫做一个冲程。根据观察回答，汽油机工作过程中，四个冲程的气门关闭情况；活塞的运动方向；曲轴转动几圈；如果有能量转化，说处具体的转化过程；点火方式是什么。第一冲程：。进气门，排气门，活塞由汽缸最向运动，和的混合物从被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，关闭，曲轴转动圈。进气门进气门下打开上端半空气汽油吸气冲程关闭第二冲程：.进气门和排气门，活塞由汽缸最向运动，燃料的混合物被，汽缸内温度，气压。曲轴转动圈。在此过程中，转化。机械能内能半升高上下端压缩增大都关闭压缩冲程•第三冲程：。在压缩冲程末，火花塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生•的燃气，推动活塞由汽缸向运动，并通过连杆驱使曲轴转动，曲轴转动圈。•在此冲程中，转化。做功冲程高温高压下半内能机械能第四冲程：。进气门，排气门，活塞由汽缸最向运动，把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端，关闭，曲轴转动圈。半上关闭下端排气门排气冲程打开小结：汽油机一个工作循环包括冲程，活塞往复次，曲轴转动圈，做功次。有次能量转化。汽油机工作的四个冲程中，只有燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的来完成。必须靠外力来启动.做功冲程飞轮的惯性42212(4)柴油机工作原理吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程吸气冲程空气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。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。机械能转化为内能。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。内能转化为机械能。排气冲程燃烧后的废气进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。•一个工作循环：•活塞：往复两次。•曲轴：转动两周。•完成：四个冲程。•对外做功：一次。•辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。想想议议：汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？1．基本构造和主要部件的作用相似。2．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。相同点不同点1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。3．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。1.四冲程汽油机的工作过程由().().().()四个冲程组成的.2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是()冲程,做功冲程是()能转化为()能.3.汽油机吸入汽缸的是(),点火方式是().柴油机吸入汽缸的是(),点火方式是().4、排气后，下一个工作过程是()冲程？检测题:吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程压缩内机械汽油和空气的混合物点燃式压燃式空气吸气5.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（）A.吸气程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程B6.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的．．．．．（）Ａ．压强增大，温度降低Ｂ．压强减小，温度升高；Ｃ．压强增大，温度升高；Ｄ．压强减小，温度降低c7.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800rad／min，它１s完成（）A.30个冲程，做了30次功B.60个冲程，做了60次功C.120个冲程，做了30次功D.60个冲程，做了15次功D1：（2012•柳州）如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是（）A自行车B．轮船C．卡车D．飞机紧贴中考A2：（2012•岳阳）如图是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）A．压缩冲程，将内能转化为机械能B．压缩冲程，将机械能转化为内能C．做功冲程，将内能转化为机械能D．做功冲程，将机械能转化为内能B3：（2012•宜昌）下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的，你认为让汽车获得动力的冲程是（）A．B．C．D．B4：（2012•大连）如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动．在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的（）A．内能减少B．温度降低C．密度增大D．分子热运动加快AB1、热值的物理意义：2、热值的定义：符号：单位：强调：表示燃料燃烧放出热量的能力强弱的物理量1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值qJ/kgJ/m3它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积，燃料是否完全燃烧等均无关。学生自学P138页的“燃料的热值”内容，思考下面的问题。•干木柴的热值是1.2×107J/㎏。•表示完全燃烧1㎏的干木柴放出的热量是1.2×107J想一想2㎏干木柴完全燃烧放出的热量是10㎏干木柴完全燃烧放出的热量是2.4×107J1.2×108J所以燃料完全燃烧时放热公式为：公式：Q＝mq或Q＝Vq（q为热值）3、炉子的效率：提高炉子效率的措施（以锅炉为例）：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。η=Q有效/Q总=cm(t-t0)/qm′①使燃料尽可能充分燃烧（如把煤磨成煤粉，加大送风量等）②减小热量的散失（如用隔热材料做炉体，加大受热面积等）4、热机的效率：提高热机效率的措施（以内燃机为例）：使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失，机件间保持良好的润滑、减小摩擦。用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的能量分流图检测练习用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气．已知水的比热容是4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为4.2×107J/kg，则水吸收的热量为J，煤气完全燃烧放出的热量为J，煤气灶烧水的效率为%。•（2012齐齐哈尔）晓伟用液化石油气将1kg的水由20℃加热到100℃，水需要吸收J的热量，若不计热量损失，需消耗kg的液化石油气。（c水=4.2×103J/kg.℃）,液化石油气的热值为q=8.0×107J/kg•（2010•陕西）火箭常用液态氢作燃料，相同质量的氢和汽油完全燃烧，氢放出的热量约为汽油的3倍．下列说法正确的是（）•A．火箭发动机是一种热机•B．氢的热值约为汽油热值的三分之一C．火箭上升时，以发射塔为参照物，火箭是静止的•D．火箭加速上升过程中，机械能保持不变•（2005•南通）某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×l05Pa，飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若1min消耗汽油0.01L．汽油的密度ρ=0.8×103kg/m3；汽油的热值为4.6×l07J/kg．求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3）汽油机的功率．（4）该汽油机的效率．•如图，单杠四冲程内燃机气缸的横截面积是20平方厘米，冲程长30Cm，每个做功冲程燃气的平均压强是4×106帕斯卡，求：（1）每个做功冲程做功多少？（2）如一质量是1000千克小轿车做匀速运动，所受到的摩擦力是车重的0.3倍，行驶5Km，耗汽油1.4Kg，则该小轿车的效率是多少？（汽油的热值是4.6×106J/kg、g取10N/Kg•如图为一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（即冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．则下列计算不正确的是A．该发动机在1s内做功1.2×105JB．单缸排量V为0.5LC．在每个做功冲程里，发动机做功600JD．在做功冲程里，燃气对活塞的压强为1.2×105Pa