第十四章 内能的利用
第1节 热机
知识目标
知识要点 课标要求
1．热机 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理
2．汽油机 了解汽油机的构造和工作过程
3．柴油机 了解柴油机的构造和工作过程
教学过程
情景导入
燃料燃烧时释放大量的内能，如何使这些内能为人类做功服务呢？
如图所示，a图和b图是常用的交通工具轿车和飞机，c图是军事上用的坦克，d图是把卫星发送上天的火箭，它们有什么共同点呢？
合作探究
探究点一 热机
演示：如图所示，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，让学生交流、讨论分析出此过程中能量的转化。
根据学生的交流讨论总结：燃料在燃烧时将化学能转化为水的内能；当水蒸气把木塞冲开时水的内能转化为瓶塞的机械能。
展示问题：这个实验虽然简单，却展示了蒸汽机的工作原理，那么蒸汽机的具体工作过程是怎样的？自学课本18页的热机部分，分析出热机的概念及其工作原理。
课件展示：把内能转化为机械能的机器叫热机，热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等。
探究点二 汽油机
活动1：展示内燃机剖面图，让学生明确燃料直接在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
活动2：观察汽油机模型，自己试着找出汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等各部分构造的位置。
归纳总结：（1）汽油机的构造有汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等；（2）活塞从汽缸一端运动到另一端叫作一个冲程。
活动3：利用汽油机活动模型，操作并观察汽油机工作中每一个冲程的工作情况，并试着完成下表：
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
曲轴转动度数
是否存在能量转化
活动4：让每一组学生根据手中的模型上台演示汽油机的工作过程。（边演示边讲解）
归纳总结：（1）内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。（2）在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。（3）在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
金戈铁骑制作
金戈铁骑制作
《内能与热机》
一、填空题
1、 请将下列“热”字的含义填入空内：
（1） 今天天气很“热”的热指的是
。
（2） 物体吸热升温的“热”是指
。
（3） 摩擦生热的“热”指的是
。
（4） 热传递的“热”指的是
。
3、烧开水壶中的水沸腾时，壶盖不停的跳动，这是因为水蒸气膨胀对壶盖______的结果，这时水蒸气的______会减小，这个过程是水蒸气的 能转化为壶盖的 能。
4、酒精的比热容是2．4×103J/（kg·℃），它的物理意义是______ ____________，把质量为0.8 kg的酒精烧掉一半，剩余酒精的比热容是______________J／（kg·℃）．
5、一杯水加热后，温度升高，则水的内能 ，水分子的 越激烈
7、在炉子上烧开水是利用燃料的内能来 ；汽车上的汽油机工作时，是利用燃料的内能来 。
8、甲铁块的质量是乙铁块质量的2倍，它们吸收了相等的热量，则甲、乙比热之比 ，甲、乙升高的温度之比 ．
9、0.5千克酒精完全燃烧后能释放1.5×107焦的热量，酒精的热值为____________，如果这些热量全部用于加热铁块，则可使____________千克的铁块的温度升高200 0C。[已知铁块的比热为0.5×103焦／（千克. 0 C）]
10、下图为汽油机工作时各冲程的示意图，其中压缩冲程是_____，此冲程把机械能转化为内能；做功冲程是：_____ ，此冲程把内能转化为机械能。 金戈铁骑制作
金戈铁骑制作
二、选择
11、用分子的观点对下列常见的现象解释，错误的是（ ）
A、热胀冷缩――分子大小随温度的变化而改变 B、花香四溢――分子不停的运动
第1节 热机
素材一 新课导入
方式一 【实验导入】
生活中人们常常利用内能来加热物体，比如：生火做饭、取暖、烧制瓷器、冶炼钢铁等，除此以外，人们还能利用内能来做什么呢？我们来看下面一个小实验。
演示实验或播放视频片段：利用内能来做功。(见素材二电子视频之“内能转化为机械能”)
图14－1－1
导入语：内能是如何来做功的呢？它做功的实质又是什么呢？这节课我们就来研究这些问题。
方式二 【情景导入】
多媒体展示以下图片；
图14－1－2
导入语：汽车奔驰、列车飞驶，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，让我们一起走近热机，了解它们的工作原理吧！
实验改进：内能做功的演示实验改进(教材P17)
[问题] ①该实验中软木塞冲出时间短，不易观察；②存在一定危险性，可能烫伤学生。
[改进方法] 在原实验装置的软木塞中插入一根玻璃管，在玻璃管的出口处放一个纸制小风车。
[实验现象] 水沸腾后，大量热气从玻璃管中冲出，推动小风车转动。
图14－1－3
[优点] 实验现象更明显，更加直观形象，安全有趣，更好地调动学生的积极性。
[考点小说] 对于热机中的内燃机，必须清楚了解单缸四冲程汽油机的工作过程及压缩、做功冲程中能量的转化情况，这是中考关于热机问题的主要考查点，多以选择题、填空题的形式出现。
[源起教材P19]
图14.1－4 四冲程汽油机工作示意图
例1 [十堰中考] 如图14－1－4所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于内能转化为机械能的冲程是(
)
图14－1－4
[答案] D
图14－1－5
例2 [黔东南中考] 如图14－1－5所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此图是________冲程。有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程，成为六冲程汽油
机，也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向汽缸内喷水，水在汽缸内汽化成水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，这种汽油机一个工作循环有六个冲程，做功________次，这种汽油机这样设计的目的是____________________。
第1节 热机
学校：
姓名：
班级： 考号：
评卷人 得分 一、单选题
1. 下列部件中,摩托车没有的是( )
A. 汽缸 B. 排气门 C. 活塞 D. 喷油嘴
2. 下列有关热机的说法中不正确的是( )
A. 热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
B. 为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性
C. 可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D. 热机的大量使用会造成环境污染
3. 在汽油机压缩冲程中,汽缸内气体的( )
A. 温度降低 B. 密度变小 C. 热量增多 D. 内能增加
4. 如图所示是某老师的自制教具,他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔,把电火花发生器紧紧塞进孔中,实验时从瓶口喷入酒精并盖上锥形纸筒,按动电火花发生器的按钮,点燃瓶内酒精后,纸筒即刻飞出,关于此实验,分析不正确的是( )
A. 酒精不完全燃烧时热值不变
B. 能闻到酒精的气味说明分子在永不停息的做无规则运动
C. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程
D. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小,温度降低 5. 下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充,正确的是( )
A. ①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
