北師大九年級物理上冊 （熱機）機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化新課件教育

熱機

第十章機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化問題：水沸騰后會怎樣？推動塞子的能量來自哪里？演示實驗:現(xiàn)象:軟木塞沖出；管口有“白氣”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。工作時：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能應(yīng)用：熱機1.熱機的種類蒸氣機內(nèi)燃機汽輪機噴氣發(fā)動機火箭等內(nèi)燃機：熱機：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置。燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。常見的內(nèi)燃機：汽油機柴油機2.內(nèi)燃機的構(gòu)造(1)汽油機(2)柴油機①構(gòu)造②工作原理③汽油機完整工作過程①構(gòu)造②工作原理(1)汽油機的構(gòu)造火花塞氣缸進氣門活塞連桿排氣門曲軸吸氣壓縮做功排氣內(nèi)燃機的

沖程和工作循環(huán)(2)汽油機工作原理吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程吸氣沖程汽油和空氣

進氣門打開，排氣門關(guān)閉。活塞由上端向下端運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。壓縮沖程

進氣門和排氣門都關(guān)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(zhuǎn)化為內(nèi)能。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，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。排氣沖程燃燒后的廢氣

進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。(3)柴油機的構(gòu)造噴油嘴進氣門活塞連桿排氣門氣缸曲軸(4)柴油機工作原理吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程吸氣沖程空氣

進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，將空氣吸進氣缸。壓縮沖程

進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程

在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。排氣沖程燃燒后的廢氣

進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。一個工作循環(huán)：活塞：往復(fù)兩次。曲軸：轉(zhuǎn)動兩周。完成：四個沖程。對外做功：一次。輔助沖程：靠飛輪慣性來完成。練習(xí)一臺汽油機飛輪轉(zhuǎn)速為3000R/分，則在1秒內(nèi)完成個循環(huán)，對外做功次，完成個輔助沖程。3.內(nèi)燃機的應(yīng)用汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面。(1)汽油機的應(yīng)用(2)柴油機的應(yīng)用

柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。想想議議：

汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？1．基本構(gòu)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。4．一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。相同點不同點1．構(gòu)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。5、熱機的效率

熱機的效率：熱機所做的做有用功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機的效率。

燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量損失的原因。因此，提高熱機效率，可提高燃料的利用率。

汽油機的效率：20~30%柴油機的效率：30~45%你認為它們的效率比你想象的高？還是低？你猜想：汽油機、柴油機的效率大約是多少？猜猜看！

提高熱機效率的途徑和方法：

（l）盡可能減少各種熱損失，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量；

(2)充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站來，燃料的利用率大大提高。

6.熱機對環(huán)境的影響

1.熱機對大氣的影響。（1）產(chǎn)生有毒氣體。（2）產(chǎn)生大量二氧化碳，造成溫室效應(yīng)。（3）產(chǎn)生粉塵。2.熱機產(chǎn)生噪音。1.四沖程汽油機的工作過程由()、()、()、()四個沖程組成的。2.四沖程汽油機，由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是()沖程，做功沖程是()能轉(zhuǎn)化為()能。3.汽油機吸入汽缸的是()，點火方式是()。柴油機吸入汽缸的是()，點火方式是()。

4.某四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min，它每秒鐘對外做功()次。

課堂練習(xí):

5、壓縮沖程混合氣體內(nèi)能增大的原因是什么？

6、做功沖程中，氣體的內(nèi)能如何轉(zhuǎn)化？為什么被稱為做功沖程？

7、在吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程活塞為什么會運動？

8、排氣后，下一個工作過程是什么沖程？

9、當燃油還沒有燃燒做功的時候，活塞是怎樣動起來的？

答：混合氣體爆發(fā)性燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體迅速膨脹，推動活塞運動，內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。答：活塞壓縮混合氣體做功，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠚怏w的內(nèi)能。

答：在做功沖程，飛輪獲得足夠的動能而高速轉(zhuǎn)動，在吸氣、壓縮、排氣三個沖程中，活塞的運動都是靠飛輪的慣性來完成的。答：吸氣沖程

答：通常是先接通了啟動機(電動機)，用啟動機帶動活塞動起來。也可用手柄，人工搖動手柄帶動活塞起動。課堂練習(xí):二、燃料及其熱值燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學(xué)能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。熱值：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃燒所放出的熱量。其符號是q。熱值單位：J/kg,(J/m3)熱值單位：J/kg,(J/m3)P139一些燃料的熱值。木炭:3.4×107J/kg物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J煤氣:3.9×107J/m3物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3.9×107J計算熱量公式：Q放=mq(即質(zhì)量乘以熱值)例題：把5kg40℃的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.2×107J/kg，外界為標準大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）解：Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg·0C)×5kg×600C=1.26×106J；Q放＝Q吸m1=Q放/q=1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg熱機效率：用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。燃料燃燒釋放的能量用來開動熱機，這些能量不會全部用來做有用功。認識電路第十一章簡單電路

無法想象如果沒有電，我們的生活會變成什么樣子。偶爾一停電，在現(xiàn)代化的城市里就會寸步難行。簡單電路的連接實驗：試試看——使小燈泡發(fā)光一、電路：用導(dǎo)線把電源、用電器、開關(guān)連接起來組成電流的路徑。1.電源：是提供電能的裝置。干電池(1.5V)、蓄電池(2V)(可充電)、發(fā)電機干電池正極是石墨棒，負極是鋅筒，里面是電解質(zhì)，兩極裝有金屬帽，電池的外面用塑料或紙片包裹。汽車用的鉛蓄電池由若干個濕電池組成，使用液體電解質(zhì)。一個化學(xué)電池將不斷產(chǎn)生電流，直到電極和電解質(zhì)被用完為止。充電電池在充電時會發(fā)生逆化學(xué)反應(yīng)。2.用電器：利用電能進行工作的裝置(電燈、電鈴、電風(fēng)扇、電熨斗等)。把電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。例如，電燈把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和光能。3.開關(guān)：電路中控制電路通斷的裝置。有拉線、撥動、閘刀開關(guān)；還有聲控、溫控、光控開關(guān)等。開關(guān)：單刀單擲、單刀雙擲、雙刀雙擲按鈕開關(guān)和扳鈕開關(guān)電刷(旋鈕)開關(guān)感應(yīng)開關(guān)聲控開關(guān)光控開關(guān)空氣開關(guān)二、通路、斷路、短路1.斷路：斷開的電路。通路：處處連通的電路。電源短路：不通過用電器，直接用導(dǎo)線把電源的正負極連接起來。(會損壞電源，絕對不允許)2.電路圖：用規(guī)定的符號表示電路連接情況的圖。電路中常見的元器件符號：電燈電流通過燈泡中的鎢絲，鎢絲越來越熱，直至發(fā)光。電鈴

二極管

將兩種類型的半導(dǎo)體疊在一起構(gòu)成的固態(tài)元件。二極管只許電流向一個方向流動。若把二極管接反了，電路中就沒有電流。簡單電路

練習(xí)：手電筒的電池、燈泡、開關(guān)是怎樣連接的？一般手電筒的外殼是用金屬制作的，它起了什么作用？塑料外殼的手電筒用什么辦法來連接電池和燈泡？試著畫出圖中手電筒的電路圖。解答：1.金屬外殼起導(dǎo)線作用。2.塑料外殼的手電筒用導(dǎo)線連接電池和燈泡。三、電路連接的兩種基本方式1.串聯(lián)：把電路元件依次連接起來的方式叫串聯(lián)。下圖中開關(guān)同時控制兩盞燈，兩盞燈同時亮、滅。2.并聯(lián)：把電路元件并列地接在電路兩點間的連接方式叫并聯(lián)。圖中，每盞燈分別由一個開關(guān)控制，三個燈互不影響。找出干路、支路。若其中一個支路斷開，干路和其他支路仍有電流。

并聯(lián)應(yīng)用家用電器、路燈、教室燈Ｌ1Ｌ2S例1根據(jù)實物圖畫出電路圖。答案：例2按照左圖的電路圖把右圖中的電路元件連接起來，導(dǎo)線不要交叉。S1S2L2L1L1L2S1S2

例3如圖所示的電路中，燈泡L1和L2組成

電路，其中開關(guān)S1能控制燈泡

，開關(guān)S2能控制燈泡

。答案：并聯(lián)；L1和L2；L2L2L1S1S2例4打開冰箱的門看一看，冰箱內(nèi)的燈泡在什么時候亮，什么時候滅？想一想，電冰箱中的電動機和燈泡是串聯(lián)還是并聯(lián)？為什么？

接電源S1S2ML

例5如圖所示，當開關(guān)閉合時，燈_____發(fā)光。答案：L1L1L2局部短路

L2被導(dǎo)線短路不發(fā)光了，L1仍發(fā)光，且比原來更亮。

L1L2例6如圖所示，只閉合開關(guān)S1時，燈L1和L2被導(dǎo)線短路，只有燈L3發(fā)光；只閉合開關(guān)S2時，燈L2