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人教版九年级物理章节知识点解析：14.1热机第14章内能的利用14.1热机1.热机【知识点回顾】煤炭、汽油和柴油等燃料燃烧时，将储存的化学能转化为蒸汽或燃气的内能，各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机称为热机．热机的种类分为：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机．其中内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机．内燃机分为汽油机和柴油机．一、汽油机：（1）构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等．（2）工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重．应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机．【命题方向】第一类常考题：关于热机错误的说法是（）A．利用内能来做功的机器叫热机B．蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机C．一切热机的工作过程都包括四个冲程D．用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率分析：利用燃料燃烧获得的内能来工作的机器叫热机；热机包括：蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机；热机的效率指的是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比．解：A、热机就是利用热来工作的机器；B、蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都叫热机；C、热机并不都是4冲程的，也有2冲程的；D、用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率．故选C．分析：此题考查的是我们对热机的了解，是一道基础题．第二类常考题：柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：柴油机气缸顶部有，汽油机气缸顶部有，在吸气冲程中的不同是：汽油机吸入气缸里的是，柴油机吸入气缸里的是．分析：柴油机和汽油机的主要区别：（1）汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合气体，在压缩冲程中，机械能转化为内能，内能增大，温度升高，汽油机气缸顶端有个火花塞，此时火花塞喷出电火花，点燃汽油，产生高温高压的燃气推动活塞做功．（2）柴油机在吸气冲程中吸入空气，在压缩冲程中，机械能转化为内能，空气的内能增大；柴油机气缸顶端有个喷油嘴，此时喷油嘴喷出雾状的柴油，柴油遇到高温的空气，达到着火点而燃烧，点燃方式是压燃式．燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功．柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多，效率更高．解：（1）汽油机和柴油机在构造上的区别是：汽油机顶部有个火花塞，柴油机顶部有个喷油嘴；（2）在吸气冲程里，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的是空气．故答案为：喷油嘴；火花塞；空气与汽油的混合物；空气．点评：总结汽油机和柴油机的异同点：①相同点：四个冲程相同，能的转化相同；②不同点：①吸入的物质不同；②结构不同；③压强不同，效率不同；④点火方式不同．【解题方法点拨】（1）汽油机的柴油机的区别在于：构造不同，汽油机为火花塞，柴油机为喷油嘴；吸入物质不同，汽油机吸入汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气；汽油机为点燃式，柴油机为压燃式；效率高低不同，汽油机效率低，比较轻巧，柴油机效率高，比较笨重．（2）内燃机各冲程之间的联系：内燃机的吸气、压缩、做功、排气四个冲程合在一起叫内燃机的一个工作循环，从以上可以看出，内燃机的四个冲程中只有做功冲程燃气对外做功，其它三个冲程不做功，靠飞轮的惯性来完成，而且还要消耗做功冲程提供的机械能，但这三个冲程也必不可少，它们辅助做功冲程完成做功，即内燃机的一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动2周，在各冲程的相互协助下，对外做功一次．2.内燃机的四个冲程【知识点回顾】内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机．内燃机分为汽油机和柴油机．（1）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能．（2）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图．①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭．活塞由上端向下端运动，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，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高．③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，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功．④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．（3）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能．（4）柴油机是以柴油为燃料的内燃机，在工作时与汽油机工作原理相同．区别：①在吸气冲程里吸进气缸的只有空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物；②在压缩冲程里，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强更大，温度更高；③点火方式：柴油机-压燃式；汽油机-点燃式．【命题方向】第一类常考题：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B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能D．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能分析：热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能．解：热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体内能增大，即机械能转化为内能；做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能．故选：C．点评：此题要结合内燃机的四个冲程特点和冲程中的能量转化关系进行解答．第二类常考题：如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（）A．B．C．D．分析：汽油机的四个冲程是吸气、压缩、做功和排气冲程．吸气冲程进气阀打开，排气阀关闭，活塞向下运动；压缩冲程两个气阀都关闭，活塞向上运动；做功冲程两个气阀都关闭，活塞向下运动；排气冲程排气阀打开，进气阀关闭，活塞向上运动．解：A、两个气阀都关闭，活塞向上运动，所以是压缩冲程；B、一个气阀打开，活塞向上运动，所以是排气冲程；C、两个气阀都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程；D、一个气阀打开，活塞向下运动，所以是吸气冲程．故选C．点评：考查了内燃机的四个冲程的判断，解决此题需要结合内燃机的四个冲程工作特点进行分析解答．【解题方法点拨】根据各冲程的特点确定是哪一个冲程，一般从2个方面突破：①看进气门和排气门的开、闭．进气门开的为吸气冲程，排气门开的为排气冲程，进气门和排气门都闭合为压缩或做功冲程②看活塞的运动方向．活塞向下运动为吸气或做功冲程，活塞向上运动为压缩或排气冲程．第 11 页。
教案：人教版九年级上册物理教案第十四章第2节热机的效率一、教学内容1. 热机的概念：热机是一种将热能转化为机械能的装置。
2. 热机的效率：热机的效率是指热机所做的有用功与燃料完全燃烧释放的热量之比。
3. 提高热机效率的方法：减少热损失、提高燃料的利用率、改进热机结构等。
4. 实例分析：分析实际生活中的热机效率，如汽车、燃气热水器等。
二、教学目标1. 了解热机的概念及其工作原理。
2. 掌握热机的效率计算方法，并能分析影响热机效率的因素。
3. 能够运用热机效率的知识解决实际问题。
三、教学难点与重点1. 教学难点：热机效率的计算方法及影响因素。
2. 教学重点：提高热机效率的方法及其在实际生活中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：教材、笔记本、文具。
五、教学过程1. 实践情景引入：讨论汽车、燃气热水器等生活中的热机，引导学生关注热机效率。
2. 知识点讲解：(1) 热机的概念及其工作原理。
(2) 热机的效率计算方法。
(3) 影响热机效率的因素。
3. 例题讲解：分析实际生活中的热机效率问题，引导学生运用所学知识解决实际问题。
4. 随堂练习：布置练习题，巩固热机效率的知识。
六、板书设计1. 热机的概念及其工作原理。
2. 热机的效率计算方法。
3. 影响热机效率的因素。
4. 提高热机效率的方法及其在实际生活中的应用。
七、作业设计1. 作业题目：(1) 热机效率的计算方法有哪些？(2) 影响热机效率的因素有哪些？(3) 请举例说明提高热机效率的方法在实际生活中的应用。
2. 作业答案：(1) 热机效率的计算方法：有用功/燃料完全燃烧释放的热量。
(2) 影响热机效率的因素：热损失、燃料利用率、热机结构等。
(3) 提高热机效率的方法在实际生活中的应用：汽车节能、燃气热水器效率优化等。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课是否达到了教学目标，学生对热机效率的知识掌握程度如何，有哪些需要改进的地方。
人教版九年级物理热机知识点一、热机的概念。
1. 定义。
- 热机是利用内能来做功的机械。
例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都是热机。
2. 工作原理。
- 燃料燃烧时释放出内能，这些内能又传递给工作物质（如水蒸气、燃气等）；工作物质获得内能后膨胀做功，把一部分内能转化为机械能。
二、内燃机。
1. 定义与分类。
- 内燃机是热机的一种，它是燃料在汽缸内燃烧的热机。
内燃机分为汽油机和柴油机。
2. 汽油机。
- 构造。
- 进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴等。
- 工作过程。
- 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。
- 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，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，内能转化为机械能。
- 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
3. 柴油机。
- 构造。
- 与汽油机相似，但柴油机汽缸顶部是喷油嘴，没有火花塞。
- 工作过程。
- 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入空气。
- 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，空气被压缩，压强更大，温度更高（压缩程度比汽油机大），机械能转化为内能。
- 做功冲程：在压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷入柴油，柴油遇到高温空气立即燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，内能转化为机械能。
- 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排出废气。
三、热机的效率。
1. 定义。
- 用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，用eta表示。
eta=frac{W_有用}{Q_放}，其中W_有用是热机做的有用功，Q_放是燃料完全燃烧放出的热量。
2. 提高热机效率的途径。
- 使燃料充分燃烧。
例如将煤磨成煤粉，加大送风量等。
- 尽量减小各种热量损失。
14.1 热机
1. 热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（）A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
2. 生活中常见的汽车和摩托车大多是采用四冲程汽油机来工作的．四冲程汽油机在一个工
作循环中，下列说法不正确的是（）
A．对外做功一次B．有两次能量转化
C．曲轴转动两周D．压缩冲程把内能转化为机械能
3. 从原理的发现到实际的应用，往往要解决许多技术上的难题．如图所示的汽
油机只有在做功冲程中燃气才给活塞一个动力，但汽油机却可以连续工作，其中关键部件是（）
A．火花塞B．连杆C．曲轴和飞轮D．进气门和排气门
4. 热机是将________能转化成机械能的机器，如图所示是汽油机的_______
冲程．美国《大众科学》杂志评出2006～2007年度奇思妙想十大发明，其中
最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽
缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动
力．第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸中的水．请你指出该“六冲程引擎”的一个优点：________．
5. 如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花
发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴
入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮．你
观察到的现象是________．图中情景演示的是“四冲程”汽油
机工作过程中的________冲程，这个情景中________能转化为________能．
【趣味链接】
6. 如图所示为四缸发动机工作原理：内燃机
通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴
上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作．
【拓展延伸】 （1）发动机在做功冲程里，高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将________能转化为________能．
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示．其中排量等
于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止
点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下
运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数．
①该发动机在1 s 内做功________J ，单缸排量V =________L ．
②在每个做功冲程里，发动机做功W =________J ．
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W =p V ，式中 p 表示燃气对活塞的压强，则 p =________Pa ．（1 L=10-3 m 3）
第十四章 内能的利用
14.1 热机
1.C
解析：汽油机顶部有火花塞，柴油机顶部有喷油嘴，A 选项错误；柴油机吸入的只是空气，B 选项错误；进、排气门都关闭的是压缩冲程和做功冲程，C 选项正确；在柴油机的压缩冲程，机械能转化为空气的内能，D 选项错误．故选C ．
2.D
解析：在做功冲程中，气体推动活塞对外做功，将气体的内能转化为活塞的机械能，对外做功一次，选项A 说法正确，不符合题意．在压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能；在做功冲程中，将气体的内能转化为活塞的机械能．故在一个工作循环中有两次能量转化，选项B 说法正确，不符合题意．在汽油机的一个工作循环中，可以完成四个冲程，活塞往复两次，曲轴转动两周，选项C 说法正确，不符合题意．在压缩冲程中，活塞对气缸内的气体做功，将机械能转化为内能，选项D 说法错误，符合题意．故选D ．
3.C 排 量
2.0 L
输出功率 120 kW 转 速 6000 r/min
解析：解决此题要知道内燃机的工作过程：在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，只有在做功冲程中使机车获得动力，其他三个冲程均为辅助冲程，依靠惯性完成．在汽油机的做功冲程中，燃气给活塞一个动力，汽油机的曲轴和飞轮获得动能，虽然在其他冲程没有动力，但由于惯性汽油机可以连续工作；故选C．
4. 内做功提高热机效率（节能、环保）
解析：热机就是利用热来工作的，将内能转化为机械能；图中所示火花塞冒出电火花，活塞向下运动，进气门和排气门关闭，是做功冲程；我们都知道热机在工作时产生了大量的热，“六冲程引擎”可以利用水将这些热量转化为水蒸气，再次利用起来，大大地提高了热机的效率，节约了能源．
5. 盒盖被弹飞，塑料盒口有白雾出现做功内机械
解析：透明的塑料盒相当于一个气缸，塑料盒的盖相当于活塞，酒精在塑料盒内燃烧，产生高温高压的燃气，推动塑料盒盖运动，把内能转化为机械能，内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，此过程类似于内燃机中的做功冲程．
6.思维点睛：（1）内机械（2）①1.2×1050.5 ②600 （3）1.2×106
解析：（1）发动机在做功冲程里，高温高压的燃气膨胀推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能．
（2）①发动机在1 s内做功：W=Pt=120×103 W×1 s=1.2×105 J．
因为四缸总排量为2.0 L，单缸排量：V=2.0 L/4=0.5 L．
②因为发动机在1 s内做功1.2×105 J，发动机有四个缸同时工作，
所以每个缸1 s内做功：W=1.2×105 J/4=3×104 J．
又因为转速为6000 r/min，四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周，做功一次，
所以1s内做功50次，每个做功冲程做功：W′=3×104 J/50=600 J．
（3）因为W′=pV，V=0.5 L=0.5×10-3 m3，
所以燃气对活塞的压强：p= W′/ V=600 J/0.5×10-3 m3=1.2×106 Pa．。
