初三物理第十四章內(nèi)能的利用第一節(jié)熱機(jī) 公開課

1、知識(shí)回顧：知識(shí)回顧：如圖所示在如圖所示在一個(gè)試管中裝一些水，一個(gè)試管中裝一些水，用軟木塞塞緊。對(duì)試管用軟木塞塞緊。對(duì)試管加熱使水沸騰，會(huì)看到加熱使水沸騰，會(huì)看到什么現(xiàn)象，說明了什么什么現(xiàn)象，說明了什么問題？問題？現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有“白氣白氣”產(chǎn)生。產(chǎn)生。說明：說明：水蒸汽對(duì)木塞做功，內(nèi)能減少，它水蒸汽對(duì)木塞做功，內(nèi)能減少，它的溫度下降，水蒸汽液化成小水珠。的溫度下降，水蒸汽液化成小水珠。工作時(shí)：工作時(shí)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能應(yīng)用：熱機(jī)應(yīng)用：熱機(jī)鏈接1鏈接觀察討論：觀察討論：如圖所示，在試管內(nèi)裝如圖所示，在試管內(nèi)裝一些水，用橡皮塞塞住。對(duì)試管加一些水，用橡

2、皮塞塞住。對(duì)試管加熱使水沸騰，會(huì)看到什么現(xiàn)象？討熱使水沸騰，會(huì)看到什么現(xiàn)象？討論這個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。論這個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化的情況。 燃料的燃料的化學(xué)能化學(xué)能通過燃燒通過燃燒轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為內(nèi)能為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣，水蒸，傳給水和水蒸氣，水蒸氣膨脹做功把塞子沖出去，氣膨脹做功把塞子沖出去，內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為塞子的塞子的機(jī)械能機(jī)械能。 一、一、熱機(jī)的定義：熱機(jī)的定義： 將燃料燃燒時(shí)放將燃料燃燒時(shí)放出的出的內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能的機(jī)器統(tǒng)的機(jī)器統(tǒng)稱為熱機(jī)。稱為熱機(jī)。 二、二、熱機(jī)的種類：熱機(jī)的種類： 蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)鏈接鏈接1 二、二、熱機(jī)的種類：熱機(jī)的種類： 蒸汽機(jī)蒸汽機(jī) 二、二、熱機(jī)的種類

3、：熱機(jī)的種類： 內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭火箭 二、二、熱機(jī)的種類：熱機(jī)的種類： 三、三、內(nèi)燃機(jī)：內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī) 四、四、汽油機(jī)的工作原理：汽油機(jī)的工作原理：構(gòu)造：構(gòu)造：火花塞火花塞汽缸汽缸進(jìn)氣門進(jìn)氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸鏈接鏈接11、汽油機(jī)的構(gòu)造汽油機(jī)的構(gòu)造；觀察圖回答汽油機(jī)；觀察圖回答汽油機(jī)的主要構(gòu)造有：的主要構(gòu)造有：主體是主體是 ，內(nèi)有，內(nèi)有 、它、它通過通過 與與 相連。上部相連。上部有有 和和 ，頂部，頂部有有 。汽缸汽缸活塞活塞連桿連桿曲軸曲軸進(jìn)氣門進(jìn)氣門排氣門排氣門火花塞火花塞2、工作原理工作原理：燃

4、料的燃料的化學(xué)能化學(xué)能通過燃燒通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，把轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，把內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變成成機(jī)械能機(jī)械能。從而使機(jī)械獲得動(dòng)力。從而使機(jī)械獲得動(dòng)力。 四、四、汽油機(jī)的工作原理汽油機(jī)的工作原理：兩個(gè)名詞：兩個(gè)名詞：1、一個(gè)、一個(gè)沖程沖程：2、一個(gè)、一個(gè)工作循環(huán)工作循環(huán)： 活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程。缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程。 把這把這四個(gè)沖程四個(gè)沖程稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。工作循環(huán)。吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的沖程沖程和和工作循環(huán)工作循環(huán)汽油機(jī)工作原理汽油機(jī)工作原理吸氣沖程吸氣沖程壓縮

5、沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程汽油和空氣開始工作前，活塞位于開始工作前，活塞位于汽缸上端，進(jìn)、排氣門汽缸上端，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。工作時(shí)，活塞均關(guān)閉。工作時(shí)，活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門由上向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門打開，排氣門仍關(guān)閉。打開，排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小，空氣和汽油的強(qiáng)減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入汽缸?；旌蠚怏w被吸入汽缸。壓縮沖程壓縮沖程活塞運(yùn)動(dòng)到最下端，就活塞運(yùn)動(dòng)到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動(dòng)。這開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)時(shí)進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高縮，使氣體的溫

6、度升高，壓強(qiáng)增大。，壓強(qiáng)增大。機(jī)械能轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程壓縮結(jié)束時(shí)雖然溫度較高，壓縮結(jié)束時(shí)雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞由上高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)曲向下運(yùn)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。軸轉(zhuǎn)動(dòng)。高溫燃燒氣體的內(nèi)高溫燃燒氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣做功沖程結(jié)束，活塞做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運(yùn)動(dòng)，繼續(xù)由下

7、向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。被活塞推出缸外。第一沖程：第一沖程： 。進(jìn)氣門。進(jìn)氣門 ，排，排氣門氣門 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運(yùn)運(yùn)動(dòng)，動(dòng)， 和和 的混合物從的混合物從 被吸被吸入汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸的最下端，入汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸的最下端， 關(guān)閉，關(guān)閉， 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 圈。圈。第二沖程：第二沖程： 。進(jìn)氣門和排氣門。進(jìn)氣門和排氣門都都 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，燃料的混合物被燃料的混合物被 ，汽缸內(nèi)溫度，汽缸內(nèi)溫度 ，氣壓氣壓 。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 圈。在此過程中，圈。在此過程中，

8、轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。吸氣沖程吸氣沖程打開打開關(guān)閉關(guān)閉上端上端下下汽油汽油空氣空氣進(jìn)氣門進(jìn)氣門進(jìn)氣門進(jìn)氣門半半關(guān)閉關(guān)閉下端下端上上壓縮壓縮升高升高增大增大半半機(jī)械能機(jī)械能 內(nèi)能內(nèi)能壓縮沖壓縮沖程程第三沖程：第三沖程： 。在壓縮沖程末，。在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花（火花塞產(chǎn)生電火花（點(diǎn)燃式點(diǎn)燃式），燃料混合），燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生物劇烈燃燒，產(chǎn)生 的燃?xì)?，推的燃?xì)?，推?dòng)活塞由汽缸向動(dòng)活塞由汽缸向 運(yùn)動(dòng)，并通過連桿驅(qū)運(yùn)動(dòng)，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 圈。在此沖程圈。在此沖程中，中， 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。第四沖程：第四沖程： 。進(jìn)氣門。進(jìn)氣門 ，排，排氣門氣門 ，活塞由汽缸最，活塞

9、由汽缸最 向向 運(yùn)運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸動(dòng)，把廢氣排出汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸的最上端，的最上端， 關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 圈。圈。做功沖做功沖程程高溫高壓高溫高壓下下半半內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能排氣沖程排氣沖程關(guān)閉關(guān)閉打開打開下端下端上上排氣門排氣門半半 想想議議：想想議議：1、在四個(gè)沖程中，哪、在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？2、哪個(gè)沖程使汽車獲、哪個(gè)沖程使汽車獲得動(dòng)力？得動(dòng)力？3、哪個(gè)沖程排出了汽車的尾氣？、哪個(gè)沖程排出了汽車的尾氣？2.2.內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng) 內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動(dòng)。開始內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動(dòng)。開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)

10、，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞動(dòng)起來，由曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。運(yùn)動(dòng)，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。小結(jié)：小結(jié)：汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括 個(gè)沖個(gè)沖程，活塞往復(fù)程，活塞往復(fù) 次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 圈，圈，做功做功 次。有次。有 次能量轉(zhuǎn)化。次能量轉(zhuǎn)化。 在汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，只有在汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，只有 燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的 來完成。必須靠來完成。必須靠外力外力來啟動(dòng)。來啟動(dòng)。做功沖做功沖程程飛

11、輪的慣性飛輪的慣性422123.3.內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用（1 1）汽油機(jī)的應(yīng)用）汽油機(jī)的應(yīng)用（2 2）柴油機(jī)的應(yīng)用）柴油機(jī)的應(yīng)用柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，主要用在載重汽車、拖笨重，主要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上面。拉機(jī)、坦克上面。汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。1.四沖程汽油機(jī)的工作過程由四沖程汽油機(jī)的工作過程由( ).( ).( ).( )四個(gè)沖程組成的。四個(gè)沖程組成的。2.四沖程汽油機(jī)，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是四沖程汽油機(jī)，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( )沖程，做功沖程是沖程，做功沖程是

12、( )能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為( )能。能。3.汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油機(jī)吸入汽缸的是( )，點(diǎn)火方式是，點(diǎn)火方式是( )。4.四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛輪的四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛輪的( )來來完成。完成。5.某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min，則，則它每秒鐘對(duì)外做功它每秒鐘對(duì)外做功( )次。次。知識(shí)應(yīng)用知識(shí)應(yīng)用2.某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，分，則該汽油機(jī)每秒做功則該汽油機(jī)每秒做功 次。次。1.單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成40個(gè)沖程，下個(gè)沖程，下列說法正確的是（列說法正確的是（ ） A.做功做功10次，飛

13、輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)40周周 B.做功做功40次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)20周周 C.做功做功10次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)20周周 D.做功做功20次，飛輪轉(zhuǎn)次，飛輪轉(zhuǎn)10周周 C103.某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/秒，則秒，則該汽油機(jī)該汽油機(jī)10秒做功秒做功 次。次。2503 3、關(guān)于、關(guān)于四沖程四沖程汽油機(jī)的工作過程有以下幾種說法：汽油機(jī)的工作過程有以下幾種說法：在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 在做功沖程中在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功功 汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入汽缸的是

14、汽油。汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入汽缸的是汽油。 以上說法正確的是（以上說法正確的是（ ） A.A.只有只有 B. B.只有只有 C. C.只有只有 D. D.只有只有2 2、熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成、熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成 能的機(jī)器；能的機(jī)器；熱機(jī)一個(gè)工作循環(huán)由熱機(jī)一個(gè)工作循環(huán)由 個(gè)沖程組成，其個(gè)沖程組成，其中圖中所示是熱機(jī)的中圖中所示是熱機(jī)的 沖程。沖程。A A機(jī)械能機(jī)械能四四做功做功1、某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速、某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速1200r/min，則該汽油，則該汽油機(jī)每秒做功機(jī)每秒做功 次，有次，有 個(gè)沖程個(gè)沖程, 飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn) 周。周。1040204 4、在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水

15、沸、在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會(huì)把木塞沖開，有的同學(xué)由這個(gè)裝置騰，水蒸氣會(huì)把木塞沖開，有的同學(xué)由這個(gè)裝置聯(lián)想到內(nèi)燃機(jī)，請(qǐng)你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新聯(lián)想到內(nèi)燃機(jī)，請(qǐng)你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新的思維過程。的思維過程。高溫高壓的水蒸氣高溫高壓的水蒸氣 堅(jiān)固氣缸堅(jiān)固氣缸酒精燃燒酒精燃燒 活塞運(yùn)動(dòng)做功活塞運(yùn)動(dòng)做功玻璃試管玻璃試管 高溫高壓的燃?xì)飧邷馗邏旱娜細(xì)饽救麤_出木塞沖出 油料燃燒油料燃燒5 5、汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中、汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的的 （）（）、壓強(qiáng)增大，溫度降低；、壓強(qiáng)減小，溫度升高；、壓強(qiáng)增大，溫度降低；、壓強(qiáng)減小，溫度升高；

16、、壓強(qiáng)增大，溫度升高；、壓強(qiáng)減小，溫度降低。、壓強(qiáng)增大，溫度升高；、壓強(qiáng)減小，溫度降低。c6 6、當(dāng)瓶中的煤油倒去一半后，則煤油的、當(dāng)瓶中的煤油倒去一半后，則煤油的( )( )A A、比熱容不變，熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼囊话?；、比熱容不變，熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼囊话?；B B、比熱容、熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼囊话?；、比熱容、熱值和密度都變?yōu)樵瓉淼囊话?；C C、比熱容、熱值都變?yōu)樵瓉淼囊话?，密度不變；、比熱容、熱值都變?yōu)樵瓉淼囊话?，密度不變；D D、比熱容、熱值和密度都不變。、比熱容、熱值和密度都不變。D7 7、在汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，將、在汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能

17、的是的是_沖程，將沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是的是_沖程。沖程。壓縮壓縮做功做功想想議議：想想議議： 汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？鏈接1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。2 每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3 四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。4 一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。相同點(diǎn)相同點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)1構(gòu)造不同：汽