2018-2019学年九年级物理上册 第十二章 内能与热机 12.4 热机与社会发展教学课件 （新版

教学课件物理九年级上册粤教沪科版第十二章内能与热机12.4热机与社会发展学习目标1．知道热机工作过程中的能量转化过程。2．了解汽油机的工作原理和工作过程，提高读图能力。3．通过对热机效率和热机与环境等问题的分析和讨论，树立效率意识和环保意识。核心考点：内燃机的四个冲程。课前预习1.热机是把能转化为能的机器．常见的热机有、、.2．汽油机的四个冲程包括：、、、.3.汽油机在压缩冲程中，将能转化能；在做功冲程将能转化能．4．关于热机效率，下列说法中正确的是()A.热机做的有用功越多，效率一定越高B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率就一定越高D.热机做功越快，效率一定越高内机械蒸汽机汽油机柴油机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程机械内内机械C课堂精讲知识点1.热机(1)热机：车、船和飞机的发动机是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置，这种装置被称为热机。热机的种类很多，如：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等。所有热机在工作时能量转化的过程都是相同的，即将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。因此，热机就是利用内能来做功的机器，或者说热机就是把内能转化为机械能的机器。(2)实验探究：热机是如何实现从内能向机械能转化的？如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住试管口，放到酒精灯上加热，使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去。在这个实验中，酒精的燃烧过程是酒精的化学能转化为内能的过程，这部分内能传给水和水蒸气使其温度升高，内能增加，当水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的内能又转化为塞子的机械能。探究归纳：上面的装置就是一个简单原始的热机，其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，内能通过热传递的方式传递给工作物质，工作物质的内能增加，温度升高，推动活塞对外做功，把内能转化为机械能。(3)热机的种类有蒸汽机、汽油机、柴油机等．(4)燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机．常见的内燃机有汽油机和柴油机，【例1】下列装置中，能把内能转化为机械能的是（）A．热机B．发电机C．电动机D．电吹风机【练习1】常见汽车的动力机械是内燃机．从能量转化的角度来看，内燃机是把内能转化为能的机器．机械A知识点2.汽油机（1）汽油机：是利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机．（2）构造：由进气门、火花塞、排气门、气缸、活塞、连杆、曲轴等构成．如下图所示．(3)工作过程：多数汽油机的工作循环过程是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其工作过程如下表.注意：(1)每个工作循环飞轮转两圈，完成一个做功冲程。(2)在一个工作循环中，只有做功冲程中燃气对外做功，其他三个辅助冲程不但不做功，还要消耗机械能。(3)做功冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为做功冲程做功提供基础。(4)依靠飞轮的惯性（飞轮贮存的动能）完成吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。【例2】现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是（）C【例3】汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（）A．甲冲程是把机械能转化为内能B．乙冲程是把内能转化为机械能C．丙冲程是把机械能转化为内能D．丁冲程是把内能转化为机械能A【练习2】单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如下图所示．下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是()A．丙、丁、乙、甲B．乙、丁、甲、丙C．乙、甲、丁、丙D．甲、乙、丙、丁B【练习3】汽车给我们的生活带来很多便利，现代汽车多数采用汽油机作为发动机．如图所示是四冲程汽油机工作的冲程示意图，该冲程是把汽油燃烧后产生的能转化为能的过程．做功内机械知识点3.热机效率、热机与环境1.热机效率（1）热机效率：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率.用公式可表为，汽油机的效率一般为20％～30％，柴油机的效率可达45％.（2）热机能量的损失：①燃料很难完全燃烧，燃料的化学能没有全部释放出来，有一部分损失掉了；②排放出去的尾气温度很高，带走相当多的能量；③由于热传递，机械要向外传热，又损失一部分能量；④机械在传动过程中存在摩擦，要克服摩擦做功，又消耗一部分能量；⑤剩余的才是转变成对外做功的那部分能量．（3）提高热机效率的主要途径；①使燃料充分燃烧．②尽量减少各种热量损失．③在热机的设计和制造上，采用先进的技术．④使用时，注意保养，保证良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功．2.热机与环境（1）环境污染①废气污染：热机的燃料在燃烧过程中放出一定量的有害气体和粉尘，这些气体和粉尘都会污染空气，影响人们的身体健康和动植物的生存；产生的酸雨有害于农、林、渔业等。②噪声污染：热机以及热机带动的机器产生的噪声是环境污染的又一方面。(2)减少环境污染的措施①出台严格的汽车尾气排放标准。②提高汽油、柴油的品质。③安装电子控制燃油喷射发动机(EFI系统)。④研发新技术、新材料、新工艺，推广使用混合动力汽车、太阳能汽车、电动汽车等。⑤在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染。【例4】如下图所示为内燃机的能量流向图，热机效率（η）等于（）【例5】下列关于热机和环境保护的说法中正确的()A.热机的大量使用会造成环境污染B.所有的热机都是用汽油做燃料C.汽车排出的尾气都是有毒气体D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除AA【练习4】内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受到了现代文明，但在使用内燃机的同时又给人类带来了污染，这主要是指污染和污染．在内机工作过程中，由下图所示的内燃机能流图可以看出，它的能量损失所占的百分比是：废气内能35％，散热损失30％，机械损失10％，则内燃机的热机效率是．我们在有效利用能源的同时，也必须重视保护环境．大气噪声25%知识点4.汽油机与柴油机的比较【例6】汽油机和柴油机在下列区别中，错误的是()A．柴油机的气缸顶部是喷油嘴B.柴油机的飞轮大，比汽油机笨重C.柴油机的效率比汽油机高D.柴油机用点燃式完成做功【练习5】在柴油机和汽油机工作的吸气冲程中，下列说法正确的是()A．柴油机吸人的是柴油和空气的混合物B．汽油机吸入的是汽油C．柴油机吸入的只有空气D．汽油机只吸入空气CD考点1内能（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是改变内能的方法.需要掌握的知识点：（1）改变物体内能的方法有两种：一是做功，二是热传递.做功：物体对外做功，内能减小；外界对物体做功，内能增大.热传递：物体吸收热量，内能增大；物体放出热量，内能减小.（2）内能与温度有关，物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大.考点2比热容（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，难度较大，考查的重点是有关热量的计算.复习时应掌握的知识点：（1）热量的计算公式：Q=cm(t-t0)=cmΔt其中Δt代表物体升高的温度Q=cm(t0-t)=cmΔt其中Δt代表物体下降的温度.（2）比热是物质的一种属性，只要物质种类和状态相同，比热容就相同.（3）水的比热容为c=4.2×103焦耳／（千克．℃），表示每千克的水当温度升高（或降低）1℃时，吸收（或放出）的热量是4.2×103焦耳.会利用水的比热容大的特性解析生活中的一些常见现象（如常用水来加热或散热，北方楼房取暖用的“暖气”，就是用水做介质；发电机等机器在工作时发热，就可以用循环流动的水来冷却）.考点3.热机考点分析：本考点的考查的重点是内燃机的四个冲程.内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，将机械能转化为内能的是压缩冲程，将内能转化为机械能的是做功冲程；压缩冲程和做功冲程都是通过做功的方式改变内能的．考点4.热值计算、热机效率考点分析：本考点的考查重点是有关热值的计算，解题时要认真审题利用公式Q=mq进行解答.热机的效率近几年均未考查，复习时也应重视.1.1kg铀核全部裂变释放的能量超过2000t煤完全燃烧释放的能量．如果煤的热值为3×107J/kg，那么1kg铀全部裂变释放的能量至少为J．2.已知汽油的热值为4.6×107J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量为J.6×10136×106