9物理教科版 第2章 改变世界的热机2.1热 机

教科版九年级第二章改变世界的热机一、内能的获得——燃料的燃烧燃料燃烧：化学能转化为内能。

二、热值1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比，叫做这种燃料的热值。

2、单位：J/kg或J/m33、关于热值的理解：①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“燃料”、“完全燃烧”。

燃料：说明热值与燃料的种类有关。

完全燃烧：表明要完全烧尽，否则燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，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、体积等均无关。

3、公式：Q＝mq（q为热值单位J/kg）。

Q＝Vq（q为热值单位J/m3,V是气体体积）。

实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。

4、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输三、内能的利用1、内能的利用方式：⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。

⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。

2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。

能的转化：内能转化为机械能热机的种类：蒸气机——内燃机（汽油机和柴油机）——汽轮机——喷气式发动机3、内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转转化化为机械能。

按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。

冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。

4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

第1节热机教学目标知识与技能：1知道利用内能来：加热和做功。

过程与方法：2知道热机中能的转化。

情感态度与价值观：3常识性了解火箭原理。

重点内能利用两种方式。

难点内能做功过程中能的转化。

教具铁架台，试管，试管夹，试管塞，水等。

教学过程一.复习：（1）什么是内能？如何才能改变物体的内能？（2）叙述能量守恒定律（略）。

二．引入新课由能量守恒定律可以看出，转移、转化是能量运动的普遍形式。

人类在利用能量方面所从事的主要工作正是广泛地寻找其来源，有效地控制其去处，以达到驾驭它，利用它，让它为人类造福的目的。

那么人们是如何利用内能的呢？这一节我们就来讨论这个问题。

三.进行新课1．内能的利用。

(1)加热举例：煮饭、取暖、工厂的热处理、吹制玻璃工艺品等上面的例子有一个共同特点，都是直接利用内能转移来加热物体的，这是利用内能的一种方式不利方面：能源浪费大，污染环境，应提高内能的利用率。

(2)做功演示：书中图3一5所示的实验。

教师：谁来说一下该实验中能量的转化过程？分析过程：燃烧(化学能)――供给水和水蒸汽――水蒸汽对外做功（内能转化成机械能）。

教师：这是利用内能的另一种方式：用来对物体做功2．热机（1）介绍热机的发明（2）把内能转化为机械能的机器称为热机。

3．火箭演示气球，反冲运动。

讲解火箭的升空原理。

介绍三级火箭的好处。

4．分层练习评析。

5．小结。

后记亲爱的朋友，你好！非常荣幸和你相遇，很乐意为您服务。

希望我的文档能够帮助到你，促进我们共同进步。

孔子曰，三人行必有我师焉，术业有专攻，尺有所长，寸有所短，希望你能提出你的宝贵意见，促进我们共同成长，共同进步。

每一个都花费了我大量心血，其目的是在于给您提供一份参考，哪怕只对您有一点点的帮助，也是我最大的欣慰。

如果您觉得有改进之处，请您留言，后期一定会优化。

常言道：人生就是一场修行，生活只是一个状态，学习只是一个习惯，只要你我保持积极向上、乐观好学、求实奋进的状态，相信你我不久的将来一定会取得更大的进步。

第二章 改变世界的热机2.1 热机教学目标:1.知识与技能：（1）理解热机的原理就是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。

（2）了解历史上和现实社会中的几种热机。

2.过程与方法：（1）观察蒸汽吹动纸风车旋转的实验现象，认识燃料的化学能转化成内能再转化为机械能的过程。

（2）经历关于“能量是怎样转化的”讨论过程，了解到热机是通过做功使内能转化为机械能的。

3.情感态度与价值观：通过使学生了解蒸汽机的发展历程，认识人类非凡的创造力对世界的影响。

教学重点：认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能”。

教学难点：认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能”。

教学用具：试管、水、铁架台、软塞、玻璃管、热风车、酒精灯（蜡）、火柴。

教学互动设计：一、创设情景，导入新课广而告之：本公司向贵矿提供蒸汽机，它能替代14匹马，为你的机器提供动力。

蒸汽机为什么能提供动力？它的物理原理是什么？二、新课讲授，师生互动 （一）利用内能来做功改变物体的内能有两种方式，除了热传递还可以通过做功使物体内能增加。

那么，减少物体内能可以做过吗？观察：热机的原理如图2-1-2，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮。

加热试管使水沸腾，细心观察，有什么现象？在这个实验中，燃料的化学能转化为内能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水轮机驱动叶轮转动。

石蜡的化学能经燃烧转成内能，火焰的内能传给周围空气，这些空气受热体积变大变成上升气流，即转化为机械能，气流与风车相互作用使风车旋转起来。

从能量转化的特点来看，热风车和热机一样，都是化学能经燃烧转变成内能，内能增大的物体做功转变成机械能，所以热风车和热机有类似之处。

结论：内能转化为机械能。

热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。

（二）蒸汽机——最早的热机。

基本原理：把蒸汽的能量作为动力。

燃料的 机械能内能机械能燃烧做功1769年，瓦特吸收前人的成果，改进、完善了蒸汽机。

第二章改变世界的热机第一节热机【学习目标】1．知道利用内能能够做功。

2．知道热机的工作原理。

3．了解蒸汽机是怎样工作的及生活中形形色色的热机。

一、情景导入生成问题二、自学互研生成能力知识板块一利用内能来做功的内容，独立思考并完成：自主阅读教材P20～211．改变物体内能的方式有哪两种？各举一个生活应用的实例。

答：改变物体内能的方式有：做功和热传递。

举例：做功——摩擦生热热传递——烤火2．实验探究热机的原理如图所示，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个纸做的小叶轮。

加热试管使水沸腾，细心观察你会发现叶轮转动，在此过程中是燃料的化学能转化为叶轮的机械能。

3．热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。

知识板块二蒸汽机和形形色色的热机的内容，独立思考并完成：自主阅读教材P21～234．如图所示为蒸汽机工作的原理图，蒸汽机的工作原理是：燃料燃烧将燃料的化学能转化为蒸汽的内能，然后蒸汽对活塞做功，将内能转化为机械能。

1.对学分享独学1～4题：(1)对子之间检查独学成果，用红笔互相给出评定等级。

(2)对子之间针对独学的内容相互解疑，并标注出对子之间不能解疑的内容。

2．群学小组研讨：(1)小组长先统计本组经对学后仍然存在的疑难问题，并解疑。

(2)针对将要展示的方案内容进行小组内的交流讨论，共同解决组内疑难。

三、交流展示生成新知方案如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，在这个实验中，酒精燃烧将化学能转化为内能，并通过热传递把能量转移给水，水沸腾后水蒸气冲开软木塞时，内能转化为塞子的机械能。

四、当堂演练达成目标见学生用书五、课后反思查漏补缺第二节内燃机【学习目标】1．知道汽油机的基本构造和工作的原理。

2．知道四冲程内燃机工作过程中的能量转化。

3．了解火箭发动机的工作原理。

一、情景导入生成问题如图所示汽车奔驰、火车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、翱翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近内燃机，了解它们的工作原理吧！二、自学互研生成能力知识板块一 什么是内燃机自主阅读教材P 21的内容，独立思考并完成：1．陈明同学在家庭实验室中做了如图所示的实验，在透明塑料盒的盖子上，开了一个小圆孔，然后将电子打火器伸进圆孔并套紧，如图所示。

教科版第二章改变世界的热机知识点1. 热机的定义和分类热机是指能够将热能转化为机械能的装置。

根据热机工作原理的不同，热机可以分为热力热机和热电热机两大类。

1.1 热力热机热力热机是利用热能使工作物质循环变化，从而产生机械能的装置。

常见的热力热机有蒸汽机、内燃机和喷气发动机等。

1.2 热电热机热电热机利用热能产生温差，通过热电效应将温差转化为电能的装置。

常见的热电热机有热电偶和热电堆等。

2. 卡诺循环卡诺循环是理想热机的工作循环，可以高效地将热能转化为机械能。

卡诺循环由等温过程和等熵过程组成。

2.1 理想热机的特点理想热机具有以下几个特点： - 完全热机热机的温度不变，在等温过程中吸收热量，在等熵过程中放出热量； - 完全热机热机热量对等温过程和等熵过程的热量相同； - 完全热机内部无能量损失，热机效率达到最高。

2.2 卡诺循环的过程和性质卡诺循环包含四个过程：等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩。

在卡诺循环中，等温过程的热量摄取和放出相等，等熵过程不伴随能量交换。

卡诺循环的效率只与工作物质所在的两个温度有关，可以用以下公式计算：η = 1 - T_c / T_h其中，η表示卡诺循环的效率，T_c表示工作物质在低温状态下的温度，T_h表示工作物质在高温状态下的温度。

2.3 卡诺循环的实际应用卡诺循环虽然是理想化的模型，但在实际应用中具有重要意义。

许多热力热机的效率与卡诺循环的效率存在差距，并通过改进工作原理来逼近卡诺循环的效率。

3. 热效应与功热效应是指热力热机吸收或放出的热量与功的关系。

在等温过程中，热机吸收的热量和功相等；在等熵过程中，热机放出的热量和功相等。

3.1 热力热机的效率热力热机的效率定义为输出的功与输入的热量之比。

根据热力热机的工作过程和特点，实际热机的效率通常低于理想热机的效率。

3.2 单位功和热量的换算功和热量的单位都可以用焦耳（J）表示。

常见的单位换算关系有： - 1焦耳等于1牛顿·米； - 1焦耳等于0.239卡路里； - 1焦耳等于9.48×10^-4英尺·磅。

第2章改变世界的热机2.1 热机2.1.1 热机的定义把燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器叫热机。

2.1.2 热机的种类热机的种类繁多，主要有蒸汽机，蒸汽轮机、汽油机、柴油机、燃气轮机等。

2.2 内燃机2.2.1 内燃机1．定义：燃料直接在汽缸内燃烧产生动力的热机。

2．分类：内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。

2.2.2 汽油机的构造及工作原理1．冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫一个冲程。

2．工作循环：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的，这四个冲程叫一个工作循环。

3．在每个工作循环中，汽缸中的活塞往复两次，曲轴转动两周．在四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，压缩冲程、吸气冲程、排气冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。

4．能量转化：压缩冲程：机械能转化为内能；做功冲程：内能转化为机械能。

2.2.3 柴油机的构造由进气门、喷油嘴、排气门、汽缸、活塞、连杆、曲轴组成。

第1页第 2 页2.2.4 汽油机与柴油机的比较汽油机 柴油机 构造火花塞 喷油嘴 燃料汽油 柴油 吸入气体汽油和空气的混合物 空气 点火方式点燃式 压燃式 效率效率低：20%∼30% 效率高：30%∼45% 应用汽车、飞机、摩托车、小型农业机械等 载重汽车、火车、轮船、坦克、拖拉机等2.3 热机效率2.3.1 热机效率的定义及公式1．定义：在热机中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。

2．公式：总有Q Q =η。

2.3.2 热机能量的损失1．燃料没有完全燃烧，排出的废气温度很高，损失了一部分能量；内燃机汽缸等部件吸收热量，损失了一部分能量；克服内燃机各部件之间的摩擦做功，损失了一部分能量。

2．提高热机效率的方法：使燃料充分燃烧；减少热传递；保证各部件的良好润滑，减少摩擦。