第十四章 (1)熱機

1、上善教育 中國教育培訓領軍品牌上善教育學科教師輔導講義（教師版） 組長簽字： 學員編號： 年 級： 課時數(shù)：3課時學員姓名： 輔導科目：物理 學科教師： 授課日期及時段教學目標1、 了解熱機的原理；2、 掌握汽油機中四個沖程及能量變化；3、 了解汽油機和柴油機的區(qū)別。重點難點汽油機中四個沖程及能量變化教學內(nèi)容目錄 Contents第十四章 第一節(jié)上節(jié)課回顧:作業(yè)檢查+知識點復習課堂流程一、導入二、知識梳理+經(jīng)典例題三、隨堂檢測四、歸納總結五、課后作業(yè)上節(jié)課回顧：一、作業(yè)檢查情況 完成 未完成 二、知識點回顧課堂導入蒸汽機帶來一場革命！第一次工業(yè)革命！ 熱蒸汽為我們提供了強大的推力，把人們從繁重

2、的體力勞作中解放出來。世界上第一臺蒸汽機是由古希臘數(shù)學家希羅于1世紀發(fā)明的汽轉球，但它只不過是一個玩具而已。瓦特在前人的啟迪下，對蒸汽機作出一系列重大改進，在工業(yè)上得到廣泛應用。他開辟了人類利用能源新時代，標志著工業(yè)革命的開始。其實，瓦特觀察水壺中的水燒開，推動壺蓋，從而發(fā)明了蒸汽機，是一個善意的杜撰。知識講解1、 熱機熱機的原理如圖所示，在試管內(nèi)裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象？在這一過程中能量如何轉化呢？現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有“白汽”產(chǎn)生。說明:水蒸汽對木塞做功,內(nèi)能減少,它的溫度下降,水蒸汽液化成小水珠。燃料燃燒時化學能轉化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣；水蒸氣把塞子沖出去，

3、內(nèi)能轉化為塞子的動能。應用：熱機：利用內(nèi)能做功的機械。熱機的種類：利用內(nèi)能做功的機器有很多，例如蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。2、 汽油機工作原理：幾個名詞：1、 一個沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程。2、 一個工作循環(huán)：把這四個沖程稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。（1） 吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。（2） 壓縮沖程：進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高機械能轉化為內(nèi)能。（3） 做功沖程：在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，

4、推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。內(nèi)能轉化為機械能。（4） 排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。想想議議1、在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉化？乙：壓縮沖程：活塞壓縮氣體做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，機械能轉化為內(nèi)能。丙：做功沖程：高溫高壓氣體對活塞做功，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，內(nèi)能轉化為機械能。2、 哪個沖程使汽車獲得動力？做功沖程。3、 哪個沖程排出了汽車的尾氣？排氣沖程。 汽油機工作特點：四個沖程，一次循環(huán)，曲軸兩圈，一次做功。練一練1、 內(nèi)燃機壓縮沖程中機械 能轉化為內(nèi)能 ；在做功沖程中 內(nèi) 能轉化為機械能。2、 汽油機在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮

5、，汽缸中的（ C ）A壓強增大，溫度降低 B壓強減小，溫度升高C壓強增大，溫度升高 D壓強減小，溫度降低3、依靠飛輪慣性完成的沖程是（ BCD ）（多選） 三、柴油機柴油機結構和汽油機相似，它們的主要區(qū)別是：柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油。柴油機的工作過程也分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。柴油機的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。吸入物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結束時，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來。汽油機和柴油機的優(yōu)缺點：汽油機轉速高，結構簡單，質(zhì)量輕，造價低廉，運轉平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不

6、衰；柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。汽油機和柴油機：相同點：1、基本構造和主要部件的作用相似。2、每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3、四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。4、一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉動兩周，做功一次。不同點：1、構造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2、燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。3、吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。4、點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。例1、汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的

7、是（ C ）A柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣B在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的C柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高D在壓縮沖程末，汽油機汽缸內(nèi)的溫度比柴油機的高例2、關于汽油機和柴油機，下列說法正確的是( D )A汽油機汽缸頂部有噴油嘴，柴油機汽缸頂部有火花塞B柴油機在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸入汽缸，汽油機吸入汽缸的是空氣C汽油機在做功沖程中，進氣門關門排氣門打開D汽油機在做功沖程中，是把內(nèi)能轉化為機械能鞏固練習1、 如圖所示是內(nèi)燃機的四個沖程，其中屬于壓縮沖程的是(A) 【解析】A選項中兩個氣門都關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程；B選項中進氣門

8、關閉，排氣門打開，活塞向上運動。是排氣沖程；C選項中兩個氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運動，是做功沖程；D選項中進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，是吸氣沖程。2、 熱機是將燃料燃燒的_化學_能轉化為_內(nèi)_能，通過做功把_內(nèi)_能轉化為_機械_能的機器。熱機的種類很多，常見的內(nèi)燃機有_汽油機_和_柴油機_3、 汽油機是燃燒_汽油_的內(nèi)燃機，它包括_吸氣_沖程、_壓縮_沖程、_做功_沖程、_排氣_沖程，在它的一個工作循環(huán)中，活塞往復運動_2_次，飛輪帶動曲軸轉動_2_周，做功_1_次。4、 柴油機與汽油機一樣，也有四個沖程，所不同的是柴油機汽缸頂部有個噴油嘴，汽油機是火花塞，柴油機是壓燃式，汽

9、油機是點燃式。汽油機吸入汽缸的物質(zhì)是_汽油和空氣_，柴油機吸入汽缸的物質(zhì)是_空氣_5、 下列機器中不屬于熱機的是( A )A 發(fā)電機B蒸汽機C火箭D內(nèi)燃機6、熱機工作時能量的轉化過程是( B )A內(nèi)能化學能機械能 B化學能內(nèi)能機械能C化學能機械能內(nèi)能 D內(nèi)能機械能化學能7、摩托車上的熱機工作時提供動力的沖程是( C )A吸氣沖程B壓縮沖程C做功沖程 D排氣沖程8、 下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉化情況。關于對圖中的補充，正確的是( D )A做功沖程內(nèi)能轉化為機械能 壓縮沖程機械能轉化為內(nèi)能B壓縮沖程內(nèi)能轉化為機械能 做功沖程機械能轉化為內(nèi)能C做功沖程機械

10、能轉化為內(nèi)能 壓縮沖程內(nèi)能轉化為機械能D壓縮沖徎機械能轉化為內(nèi)能 做功沖程內(nèi)能轉化為機械能9、如圖所示，水沸騰后會將軟木塞沖開，其能量轉化情況和四沖程內(nèi)燃機的哪一個工作沖程相似( )A吸氣沖程B壓縮沖程C做功沖程 D排氣沖程歸納總結 家庭作業(yè)1、如圖是四沖程汽油機做功沖程的示意圖。汽油燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運動。在活塞向下運動的過程中，汽缸內(nèi)氣體的( A )A內(nèi)能減少 B溫度升高C密度增大 D分子熱運動加快2、單缸四沖程內(nèi)燃機，做功沖程將_內(nèi)_能轉化為_機械_能，其他三個沖程是靠安裝在曲軸上的飛輪的_慣性_來完成。3、關于壓縮沖程的作用，下列說法正確的是( D )A將廢氣排出缸外B

11、完成對外做功C吸進汽油和空氣的混合物D壓縮燃料和空氣的混合物4、汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，現(xiàn)代汽車多數(shù)采用汽油機作為發(fā)動機。如圖是四沖程汽油機的工作時各沖程示意圖，排列順序正確的是( D )A甲、乙、丙、丁B丁、丙、乙、甲C甲、丙、乙、丁 D丁、甲、丙、乙5、一個工作循環(huán)有 四 個沖程，飛輪轉動 二 周，對外做功 一 次，活塞往復運動 二 次，其他沖程靠飛輪的 慣性 完成。6、在汽油機工作的四個沖程中，內(nèi)能最大的沖程是做功沖程。內(nèi)能最小的沖程是吸氣沖程。7、汽油機在某個沖程中，進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，此沖程是（ C ）A.吸氣沖程 B.壓縮沖程C.做功沖程 D.排氣沖

12、程8、 四沖程汽油機,由機械能轉化為內(nèi)能的是 壓縮 沖程,做功沖程是 內(nèi) 能轉化為 機械能。9、 如圖甲為四缸發(fā)動機工作原理：內(nèi)燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各汽缸的做功沖程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。(1) 發(fā)動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣推動活塞向下運動，對外做功，同時將_內(nèi)_能轉化為_機械_能。(2) 有一臺四缸發(fā)動機，其主要技術指標如下表所示。排量2.0 L輸出功率120 kW轉速6 000 r/min其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離(即沖程長)。轉速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉的周數(shù)。該發(fā)動機在1 s內(nèi)做功_1.2×105_J，單缸排量V_0.5_L。在每個做功沖程里，發(fā)動機做功W_600_J。(3)在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為WpV，式中p表示燃氣對活塞的壓強，則p_1.2×106_Pa。(1 L103 m3)(4)圖乙為發(fā)動機在做功沖程中的示意圖。下面給出了公式WpV的證明，請將推導過程補充完整(要求各表達式均用S、l或p表示)：設