人教版九年级物理第十四章《内能的利用》第一节《热机》PPT课件.ppt

什 么 是 内 能
观察对比:
我在动,
也有动能噢！
想一想?
①运动着的篮球具有动能。 运动着的分子呢? 结论:运动着的 分子也有动能。
石 块 由 于 地 球 吸 引 而 下 落
我是地 球,把 你拉下 来.
石 块 引 的 分 子 有 没 有 势 能 呢 ?
自我评价
4.制冰厂工人用冰钩夹着巨大的 冰砖轻轻地在地上拖行,是因为冰 砖在滑行过程中,底面的冰由于克 内能增加 摩擦做功 而使它的______, 服_________ 熔化 成 冰(选填物态变化名称)______ 摩擦阻力 水,从而减小了与地面间的________.
自我评价
２、寒冷的冬天,人们经常边跺 脚边对手呵气,就感到暖和了。 做功 的方式增加脚 “跺脚”是用____ 热传递 的方 的内能;“呵气”是用_____ 式增加手的内能。
自我评价
3、2003年2月1日,美国“哥伦比亚号”航天 飞机失事坠毁.据专家推断,这次失事的主 要原因是航天飞机的隔热层在起飞时燃料 箱上掉下的一块泡沫状物体碰撞而受损,最 终导致了人类航天史上的一大悲剧。这种 推断认为:机体升温,内能增大的原因是( A ) A.与大气摩擦做功. B.大气密度过大. C.大气温度过高. D.大气压强过大.
第十四章 内能与热机
你见过这些交通工具吗？他们有什么共 同点？它们做功的能量从哪里来呢?
知识与技能 1)了解内能的概念,知道内能的单位----焦耳。
2)能简单描述温度与内能的关系,知道对于同一
个物体,温度越高,内能越多;温度越低,内能越少。
3)知道做功和热传递可以改变物体的内能。
情感态度与价值观 通过实验和实例,养成联系实际学习物理的习惯。
结 论 ： 互 相 吸 引 的 分 子 也 具 有 势 能

人教版物理九年级ppt课件《热机》
人教版物理九年级ppt课件《热机》
应用拓展
柴油机构造
喷油嘴
排气门
进气门
气缸
活塞
连杆
1.对比汽油机与柴油机，找出它们 在构造上的异同
2.查阅资料找出它们工作过程的异同
曲轴
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汽油机的构造：
人教版物理九年级ppt课件《热机》
汽油机
汽油机的工作过程： 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
讨论交流能
做功冲程 内 能
机械能
1. 内燃机有四个工作冲程，如图是内燃 机的__做__功____冲程，活塞下降时，燃气 内能__减__少____（选填“减少”或“增 加”）。
热机
请你思考
它们是如何获得动力的？
实验探究
让我们一起来观察一个小实验：
以上实验中能量是如何转移和转化的
实验探究
实验过程中能量的转移和转化情况：
酒精燃烧：化学能转化为内能 加热水：火焰的内能传递给水（热传递） 水蒸气将塞子冲出：内能转化为机械能（做功）
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分析归纳
2. 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( D )
A．①做功冲程 B．①压缩冲程 C．①做功冲程 D．①压缩冲程
②内能转化为机械能 ②内能转化为机械能 ②机械能转化为内能 ②机械能转化为内能
③压缩冲程 ③做功冲程 ③压缩冲程 ③做功冲程
可见这套装置帮我们实现了以下目的：
将燃烧燃料获得的内能转化为机械能
能否利用这套装置的 原理为机械提供动力

喷气发动机 通过燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 拓展：喷气发动机的祖先——古代火箭
火箭起源于中国，是我国古代重大发明之一。 现代的火箭属于喷气发动机的一种，自带燃料和氧化剂，基本 原理与古代火箭相同。
一、热机
2．热机的种类
热机的种类很多，如蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。
喷气发动机 通过燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 拓展：喷气发动机的祖先——古代火箭
内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
二、汽油机
1．汽油机的结构
汽油在汽缸里燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。 活塞上下往复运动带动曲轴转动。
进气门
火花塞 排气门
汽缸 凸轮
活塞 连杆 曲轴
二、汽油机
2．汽油机的工作过程
汽油机
柴油机
① 冲程 活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
二、展：喷气发动机的祖先——古代火箭
② 工作过程 热机的种类很多，如蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。
半周，此时，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。 一是气门的闭合；
吸气冲程 热机的种类很多，如蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。
3. 缺点 对零件强度要求高，笨重、体积大、噪声大。
主要应用在载重汽车、拖拉机、坦 克、火车、轮船上，有的地方也用柴 油机发电。
汽油机和柴油机的对比
火箭起源于中国，是我国古代重大发明之一。 实质是能量的转化 热机的种类很多，如蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。 然后，开始下一个工作循环。 生活中的纸风车、走马灯的原理和汽轮机的原理基本相同； 汽油在汽缸里燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。 是把机械能转化为内能 然后，开始下一个工作循环。 通过燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 只有做功冲程对外做功。 B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的 利用内能（热能）做功的机械

计算燃料完全燃烧放出热量：Q放=mq。
η=
W有 Q放
P= W t
解: 王老师开车回家所需要的时间为: t = s =1150s v
王老师开车回家所需要的机械能为:
W=Pt= 4×104W×1150s=4.6×107J
则需要汽油放出的热量：
Q放 =
W η
=2.3×108J
则需要消耗汽油的质量为：
m = Q放 = 5kຫໍສະໝຸດ q热机效率计算公式： η =
W有 Q放
η = Q吸 Q放
其中：WQ有放指指用燃来料做完有全用燃功烧的释能放量出；的能量
燃料燃烧所释放内能的两种利用方式
利用内能加热物体
天然气烧水（能量的转移）
利用内能做功 燃料燃烧驱动汽车行驶（能量的转化）
例1.（2018·德州）在一个标准大气压下，用炉子 将10kg的水从20℃加热至沸腾，燃烧了0.5kg的 焦炭，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，焦 炭的热值为3.0×107J/kg。求:炉子烧水的效率。
放
（3）热水器的效率：
η = Q吸 Q放
3.36×106J = 1.5×107J
=22.4％
例2．王老师上班的学校离家有23公里，已知汽车 内燃机的效率为20%，汽车的功率为40kW。如果 不考虑热机其它的能量损失，王老师以72km/h的 车速从学校向家匀速沿直线行驶，需要消耗汽油的 质量为多少?（汽油的热值为4.6×107J/kg)
η = Q吸 Q放
(1)计算焦炭完全燃烧放出的热量：Q放=mq。
(2)计算水升温吸收的热量的公式：Q吸=cmΔt。
解:（1）水吸收的热量为：
Q =C mΔt
=吸4.2×水103J/(kg·℃)×10kg×（100℃-20℃ ) =3.36×106J

3、柴油机
柴油机的 工作原理 与汽油机 大致相同 ，如图是 柴油机的 结构图，
与汽油机 比较一下 ,想一想 它是怎样 工作的。
吸气冲程
进气门____，
排气门_____。
空
气
活塞由___端向____端
运动，将_空__气__吸进气
缸。
压缩冲程
进气门和排气门____，
活塞向____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。
压缩冲程：活塞将汽缸内的空气压缩成高温的气 体，其温度超过柴油的燃点。 做功冲程：在压缩冲程的最后状态，由喷__油__嘴向汽 缸内喷射雾状的__柴_油__，这些雾状的_柴__油_在汽缸 内高温的空气中燃烧起来，这种点火方式称为 压__燃__式。由于雾状柴油的燃烧，使得汽缸内的压 强急剧增大，气体对活塞做功，将活塞推向汽缸 的下端。
能量转化：内能
机械能
内燃机（汽油机）的工作原理
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。 曲轴转_半___周。
第三冲程： 做功冲程 。在压缩冲程末，火花塞
产产生 生电高火温花高（压点的燃燃式气），，推燃动料活混塞合由物汽剧缸烈向燃烧下，运 动，并通过连杆驱使曲轴转动， 曲轴转动 半 圈
。
在此冲程中， 内能 转化 机械能。
第四冲程： 排气冲程 。进气门 关闭，排气门 ，活打塞开由汽缸最 向 下运端动，上 把废气排出
汽缸。当活塞运动到汽缸的最上
关闭排，气曲门轴转动 圈。 半
端，
汽油机工作的四个冲程中，只有_做_功__冲_ 程 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飞__轮__的_惯__性_ 来完成。必须靠外力来启动.

二、汽油机 1．构造
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
汽油机视频
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
汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
蒸汽机车
火电站的汽轮机
喷气发动机
火箭发动机
如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，用酒精灯 加热一段时间后，会观察到的现象有：①__瓶__塞__被__冲__出__来____ （___向__上__跳__起__来__）_；②__管__口__附__近__出___现__白__雾___.实验中的能量转 化过程为：①酒精燃烧放出热量，酒精的_化__学___能转化为水 的__内____能；②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对 瓶塞做功，气体的___内___能转化为瓶塞的__机__械___能.
空 燃料混合物从进气门吸入 气 气缸。
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。
机械能转化为内能。
做功冲程
在压缩冲程末尾，火花塞产生 电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高 温高压的燃气，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
一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为6000r/min，则每秒 钟发动机完成__2_0_0__个冲程，对外做功___5_0__次.
解析：由6000r/min，算出飞轮每秒转动的转数为
6000r 60s
＝100r/s

排气冲程
做功冲程结束，活塞
燃
继续由下向上运动，
烧 后
进气门关闭，排气门
的 废
打开，燃烧后的废气
气
被活塞推出缸外。
第一冲程： 吸气冲程 。进气门 打开 ，排 气门 关闭 ，活塞由汽缸最上端 向 下 运 动， 汽油 和 空气 的混合物从 进气门 被吸
入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端， 进气门关闭， 曲轴转动 半 圈。
You have to believe in yourself. That's the secret of success. 人必须相信自己，这是成功的秘诀。
二、热机的种类：
蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 火箭
三、内燃机：
汽油机
柴油机
四、汽油机的工作原理：
构造： 火花塞
汽缸
进气门 活塞
连杆
3、关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：① 在做功冲程中，是机械能转化为内能 ②在做功冲程中 ，是内能转化为机械能 ③只有做功冲程是燃气对外做 功 ④汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油。
以上说法正确的是（ A ）
A.只有②③ B.只有①③ C.只有②④ D.只有②③④
4、在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸
3.内燃机的应用
（1）汽油机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、 飞机和小型农业机械上面。
（2）柴油机的应用
柴油比较便宜，但柴油机比较 笨重，主要用在载重汽车、拖 拉机、坦克上面。
知识应用
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。

排出废气
笨重、效率较高
载重汽车、拖拉机、火车、 轮船等
课堂检测：
1.汽油机和冲程排出的 废气相同；启动时，都是靠＿＿先使飞轮和 曲轴转动起来的.
答案：气缸 排气 外力
2.柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了（ D ） A.提高热机效率 B.节省燃料 C.可以做更多的功 D.利用飞轮的惯性完成吸气、压缩和排气三
（4）排气冲程：排气门打开，活塞从下止 点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被 排出气缸．由于排气系统有阻力，且燃烧室 也占有一定的容积，所以在排气终了时，不 可能完全将废气排净，这部分留下来的废气 称为残余废气．残余废气不仅影响充气，对 燃烧也有不良影响.
说明：排气冲程结束时，活塞又回到了上止 点,也就完成了一个工作循环．随后，曲轴 依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始 下一个循环．如此周而复始，发动机就不断 地运转起来.
第十四章 内能的利用 第1节 热 机.
学习目标：
一. 了解四冲程汽油机的基本工作原理.
二. 了解柴油机与汽油机工作原理的相同点与不 同点.
重点难点：
（1）重点： 汽油机的工作原理及四个冲程中能的转化.
（2）难点： 汽油机的工作原理.
热机原理
如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住 管口，将水加热一段时间，观察现象.
。2021年3月5日星期五2021/3/52021/3/52021/3/5
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/52021/3/5March 5, 2021
课后检测题：
1.如图所示是四冲程内燃机工作循环中的一个冲 程，它是（ B ）

汽油机工作原理：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门打开， 吸 气 冲 程 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。
进气门和排气门
压 缩 冲 程 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。
在压缩冲程未尾，
火花塞产生电火花，
2.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。
第十四章 内能的利用
第2节 热机的效率
其他小结
⑴在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其 它三个
冲程称为辅助冲程，要靠飞轮的惯性来完成，所以汽Hale Waihona Puke 油机在开始工作时要靠外力带动。
⑵把四个冲程称为一个工作循环。 ⑶一个工作循环活塞往复两次，曲轴转动两转，对外做 一次功，飞轮转动两圈。
柴油机的构 造
喷油嘴
进气门 活塞 连杆 曲轴 排气门 气缸
柴油机工作原理
固体燃料
液体燃料
气体燃料
一、燃料及其热值
1.燃料
【请你说说】日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常见的燃料有木柴、煤、石油（加工炼制成汽油、 煤油、柴油、液化气等）、天然气等
燃料可分 为三种
固体燃料
液体燃料
气体燃料
2.燃料的热值
燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在 燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的
活塞向下运动，并通过连

常见的内燃机： 汽油机 柴油机
(1)汽油机
①构造 ②工作原理 ③汽油机完整工作过程
(2)柴油机
①构造 ②工作原理
二、汽油机 1.结构
进气门
结构 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 气缸 排气冲程 连续工作
火花塞 排气门
活塞 连杆
曲轴
2、汽油机的工作过程
进气门
结构 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 气缸 排气冲程 连续工作
连杆
曲轴
六、柴油机的工作过程 柴油机工作原理
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
六、柴油机的工作过程 吸气冲程
空
进气门打开，排 气 气门关闭。活塞由上 端向下端运动，将空 气吸进气缸。
六、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 度已超过柴油的着火点。
解题方法点拨：
1、首先，了解汽油机和柴油机的区别； 2、其次，知道汽油机和柴油机的四个冲程原 理； 3、然后，明确每个冲程中能量的变化； 4、最后，分析题意，解答问题。
机种
顶部是 柴油机 柴油
空气
压燃式
喷油嘴
使用范围
载重汽车、 火车、轮船、 拖拉机等
汽油机
顶部是 汽油 火花塞
汽油与 空气的 混合物
点燃式
小汽车、低 速飞机、轻 型机械等
柴油机与汽油机的共同点
知识击破
①、基本构造和主要部件的作用相似。 ② 、一个工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排 气四个冲程。所以被称为四冲程内程是吸气、压缩、 做功、排气。在吸气冲程中，汽油机吸人汽缸的是汽 油和空气的混合物，而柴油机吸人汽缸的都是空气； 2）在压缩冲程中都是将机械能转化为内能； 3）在做功冲程中都是由燃气燃烧推动活塞做功； 4）在排气冲程中都是飞轮的惯性带动曲轴运动。所以