《热机与社会发展》课件

（ C）
A 吸气冲程 C 做功冲程
B 压缩冲程 D 排气冲程
巩固练习：
2 、关于热机的工作物质，正确的是 （ B）
A 热机所使用的燃料就是工作物质 B 汽油机和柴油机的工作物质都是高温高
压燃气 C 热机的工作物质都是活塞 D 汽油机的工作物质是汽油
巩固练习：
3、为节约能源，需提高热机的效率。下列
1 吸气冲程
• 进气门打 开，排气 门关闭， 活塞由上 端向下运 动，汽油 和空气组 成的燃料 混合物从 进气门吸 入气缸。
2 压缩冲程
进气门和排 气门都关闭， 活塞向上运 动，燃料混 合物被压缩， 压强增大， 温度升高。
能量转化:
机械能转化为 内能
3 做功冲程
在压缩冲程未尾， 火花塞产生电火 花，使燃料猛烈 燃烧，产生高温 高压的燃气。高 温高压燃气推动 活塞向下运动， 并通过连杆带动 曲轴转动。
返回
汽油机和柴油机的异同表
燃料
结构
不
同
吸气冲程
点
压缩冲程
点火方式
工作循环
相
能量转化
同
点 活塞、飞轮、曲
轴运动
运动
优缺点
汽油机
柴油机
汽油
柴油
火花塞喷油嘴吸入的是汽油和 Nhomakorabea气的混合气体
吸入的是空气
气压、温度相对较低
气压、温度相对较高
点燃式
压燃式
都有四个冲程
（1）压缩冲程：机械能转化成内能 （2）做功冲程：内能转化成机械能
排气冲程
进气门关闭，排 气门打开，活塞向上 运动，把废气排出气 缸。
返回
2.内燃机的启动
内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使 飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动 ，以后内燃机才能自己工作。 汽油机工作时，四个 冲程周而复始，然而只有第三个冲程是对外做功的， 其余的三个冲程是辅助冲程，要靠装在曲轴上的大飞 轮的惯性来带动的。

气缸 排气门
曲轴
2．工作原理
汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动 活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个 冲程。
3．工作过程
点火方式：点燃式。
吸气 压缩 做功 排气
吸气冲程
进气门打开，排气门 关闭。活塞由上端向下端 汽
油 运动，汽油和空气组成的 和
向瓦特致敬！
蒸汽机的遗憾——体积太庞大
想一想 用什么来代替高
温高压的水蒸气呢？ 那样，锅炉就可以不 要啦！
内燃机——电气时代 第二次工业革命
最早的汽车（1886年）
最快的汽车（1 600 km/h）
汽车中的巨无霸 （额定核载360
吨）
讲授新课
一、热机
1．热机 ——利用内能做功的机械
演示
讨论这个实验中 能量转化的情况。
进气门关闭，排气门 打开，活塞向上运动，把 废气排出气缸。
想想议议
压缩冲程把机械能转化为内能； 做功冲程把内能转化为机械能.
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 2．哪个冲程使汽车获得动力？ 做功冲程 3．哪个冲程排出了汽车的尾气？ 排气冲程
4．老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？ 5．现代汽车里的“马达”起什么作用？
热机推动人类进步
•
从镰刀到联合收割机
从木帆船到远洋巨轮
从马车到小轿车
世界上第一台蒸汽机是由古希腊 数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球， 但它只不过是一个玩具而已。
瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机 作出一系列重大改进，在工业上得到 广泛应用。他开辟了人类利用能源新 时代，标志着工业革命的开始。
其实，瓦特观察水壶中的水烧开， 推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一 个善意的杜撰。

12.4 热机与社会发展
1
一﹑热机
蒸汽机
柴油机
燃气轮机 2
喷气发动机
汽油机
工
作 化学能
原
理 （燃料）
内能（做功）机械能
火箭发动机.
3
4
二、工作过程
(1)内燃机工作时，四个冲 程周而复始，在内燃机的一 个工作循环中,活塞来回往 复两次,曲轴转动两周,对外 作功一次。
5
(2)只有做功冲程是对外做功的， 其余的三个冲程是辅助冲程，要 靠装在曲轴上的大飞轮的惯性来 带动的。
油机汽缸顶部是一个喷油嘴
Ｂ.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入
的是空气和柴油的混合物
Ｃ.吸气冲程是内能转化为机械能
Ｄ.压缩冲程是内能转化为机械能

8
３.一台四冲程内燃机的飞轮转速为 1800 rad／min，它１s完成（ D ） 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
9
4.在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水 蒸气会把木塞冲开，有的同学由这个装置联想到内燃机， 请你用连线反映出他的联想创新的思维过程．
高温高压的水蒸气 坚固气缸
酒精燃烧
活塞运动做功
玻璃试管
高温高压的燃气
木塞冲出
油料燃烧
10
(3)在压缩冲程中,是机械能转化成 内能,在做功冲程中,是内能转化 为机械能。
6
1.汽油机在压缩冲程中工作物质被
压缩，汽缸中的
( c）
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
7
２.根据汽油机和柴油机的区别，下列

A．丙、丁、乙、甲 C．乙、甲、丁、丙
B．乙、丁、甲、丙 D．甲、乙、丙、丁
【练习3】（2015•郑州一模）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做功冲程示意图，该冲程是把汽 油燃烧后产生的 内 能转化为 机械 能的过程．
知识点3. 热机效率、热机与环境
请回答下列问题：
(1)慢慢压缩针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化?答：
____分__子__势__能_______．
(2)加热针筒里的气体，气体内能中哪部分发生变化?答：
_____分__子__动__能____________．
(3)金属块在受热膨胀时，金属块内能中哪些部分发生变化?
答：__分__子__动___能__和__分__子__势__能____．
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。
【典例2】（2014•南昌）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 （）
有 蒸汽机 、 汽油机 、 柴油机 . 2．汽油机的四个冲程包括：吸气冲程 、压缩冲程、做功冲程、排气冲程. 3.汽油机在压缩冲程中，将 机械能转化 内 能；在做功
冲程将 内 能转化机械 能．
4．关于热机效率，下列说法中正确的是 ( C ) 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
1．（2013广东，5，3分）关于温度、内能和热量，下列说法正确

进气门
连杆 活塞
混Байду номын сангаас气在 内燃烧
排气门
燃料燃烧后 废气的出口
与连杆相连， 上下推动做功
曲轴
连杆与活塞相 连，曲轴与工 作机相连将活 塞的动力传给 工作机 汽油机
三、汽油机的工作过程
1、汽油机在工作时，（ 活塞 ）在汽缸里做往复运 动，（ ）从气缸的一端运动到另一端叫 活塞 做一个 （ 冲程 ）。一个循环有（吸气冲程 ）、 压缩冲程）、（ 做功冲程 ）、（ 排气冲程 ）四个 （ 冲程。 2、填表
一、热机的特点是什么？ 二、汽油机的构造及主要部件的作用
三、学习汽油机的工作过程，并完成下面两题： （1）、汽油机在工作时，（ ）在汽缸里做往复运动，（ ）从气缸的一端运动到另一端叫做一个 （ ）。一个循环有（ ）、（ ）、（ ）、（ ）四个冲程。
（2）填表
进气 排气 门 门 吸气 压缩 做功 排气
相信自我
1、热机工作时能量的转化过程是将燃料燃烧时的( 化学 内 )能转化为( 内 )能,又通过做功把( )能转 化为( 机械 )能.
2、汽油机有（ 吸气冲程 ）、（ 压缩冲程）、（做功冲程 ）、 （ 排气冲程 ）四个冲程。 3、在汽油机的一个工作循环中，进气门和排气门均关闭 的冲程是（ ）。
Ｂ
A、吸气冲程和压缩冲程 C、做功冲程和排气冲程
欢迎走进物理课堂
热机与社会发展
教学目标
一、知识点
1、知道热机的共同特点。 2、掌握汽油机的构造和工作过程以及在工作过程中能的转
化 ，提高读图能力。
二、重难点
3、知道热机对环境以及对社会发展的影响，提高环保意识。
重点：汽油机的构造和工作过程。
难点：汽油机工作过程的能量转化情况

课时导入
态度与责任 通过对比我们可以明显地感受到科技发展
给生产、生活带来的进步。科学技术是第一生 产力，我们要更加努力学习、造福人类。
感悟新知
火箭的发动机也属于热机
知识点 1 热机的工作原理
知1－讲
如图2 甲，酒精燃烧时释放的热量使水升温；酒精的化 学能通过燃烧转化为水的内能。如图乙，水蒸气膨胀使 塞子冲出去，对塞子做功。水蒸气的内能转化为塞子的 机械能。
感悟新知
知识点 2 汽油机
知2－讲
像图2 中丙图一样，燃料直接在气缸内燃烧产生动力
的热机叫做内燃机，汽油机和柴油机都属于内燃机。
1. 汽油机： 用汽油做燃料， 使汽油在气缸内燃烧， 从而
将内能转化为机械
能的一种热机。
感悟新知
2. 汽油机的工作过程 （1）汽油机构造（如图3）及作用：
知2－讲
感悟新知
感悟新知
知1－讲
甲、乙展示了热机的工作原理。丙图是一个热机模 型，工作过程如下：汽油在气缸内燃烧，气缸内气 体膨胀，推动活塞向下运动，对活塞做功。
感悟新知
图说原理 热机工作原理：
知1－讲
感悟新知
知1－练
例 1 如图7 是一个小蒸汽轮机。请你分析小蒸汽轮 机的工作过程。
感悟新知
知1－练
（1） 酒精灯内的酒精通过燃烧把__化__学__能转化为 ____内____能。
第十二章 内能与热机
12.4 热机与社会发展
学习目标
1 课时讲解 2 课时流程
热机的工作原理 汽油机 柴油机 热机与环境
逐点 导讲练
课堂 小结
作业 提升
课时导入
通过图1 的对比可以发现，科技的发展促进了社 会的进步。联合收割机、汽车、远洋巨轮都利用了热 机。下面首先让我们了解热机的工作原理。

9
1
吸 气 冲 程
2020年9月28日
• 进气门打 开，排气 门关闭， 活塞由上 端向下运 动，汽油 和空气组 成的燃料 混合物从 进气门吸 入气缸。
10
2
压 缩 冲 程
2020年9月28日
进气门和排 气门都关闭， 活塞向上运 动，燃料混 合物被压缩， 压强增大， 温度升高。
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3
做 功 冲 程
12.4热机与社会发展
2020年9月28日
1
从镰刀到联合收割机
2020年9月28日
从木帆船到远洋巨轮
从马车到小轿车
2
这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？
2020年9月28日
3
2020年9月28日
4
热机的种类： 共同特点：
蒸汽机 汽油机 柴油机 燃气轮机 喷气发动机 火箭发动机
燃料的 燃烧 化学能
进气门
气缸
活塞
连杆
飞轮 2020年9月28日
曲轴
19
柴油机的工作过程
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。
2020年9月28日
20
柴油机的工作过程
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
6、热机的效率
内燃机的能流图：
E1
燃气内能E
提高热机效率的主要途径：
1、尽可能使燃料充分燃烧； 2、尽量减小各种热量损失； 3、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。
2020年9月28日
E2 E3 E4

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 。
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。
排气冲程
汽油机柴油机区别
燃 烧 后 的 废 气
4、研究汽油机的工作原理：
在表格中填写汽油机四冲程的特点
活塞 冲程名称 进气门 排气门 运动 方向 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
作用
有无能量的转化
开
关
关 关 开
向下 吸入汽 向上 向下 向上
关
关 关
油和空气 压缩气体 提高温度 高温气体膨胀 推动活塞做功 排出废气
无
热机与社会发展
2、热机的种类：
共同特点：
燃料的 化学能 燃烧
蒸汽机 汽油机 柴油机 燃气轮机 喷气发动机 火箭发动机 做功
内能
机械能
热机中能量的转化
化学能 内能 机械能 （燃料） （对外做功）
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机
最常见的内燃机，以汽油或柴油为 燃料，分别叫做汽油机和柴油机
汽油机与柴油机 1.主要构造 2.工作原理 3.相同点与不同点
Ⅱ、怎样控制热机对环境造成的污染
⑴ 改进燃烧设备，消除烟尘； ⑵ 提高燃料的综合利用，采取之中供热 ⑶ 充分利用污染少和无污染的能源 ⑷ 在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染
天然气汽 车
电动 车
太阳能汽车
太阳能汽车
再见
3、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的（B ） A.压强增大，温度降低 C.压强减少，温度降低 B.压强增大，温度升高 D.压强减少，温度升高