2.1　热机（教学课件）-初中物理教科版（2024）九年级上册

教科版九年级上册第2章　改变世界的热机热机1学习目标它们有什么共同特点？一、热机1.观察：热机的原理如图所示，在锥形瓶内装些水，用带小孔的胶塞塞住瓶口，在小孔上方放一个用纸做成的小叶轮。加热锥形瓶使水沸腾。观察实验现象，分析原理，并说明实验过程中的能量转化情况。(1)现象：叶轮 ，试管口有 出现。(2)原理：燃料燃烧产生的热量传递给水和水蒸气，水蒸气对叶轮 ，叶轮获得 能，水蒸气内能 ，温度 ，水蒸气 成小水珠。(3)能量转化：燃料的 能→水和水蒸气的 能→叶轮的 能。转动“白雾”做功机械减少降低液化化学内机械2.阅读教材第22~23页，完成下面的内容。(1)热机是通过燃料燃烧获取 能并转化为 能的装置。(2)热机工作过程中的能量转化：内(3) 是最早应用于工业生产的热机。机械化学能机械蒸汽机最常见的热机思考：观察蒸汽机的原理图，说明蒸汽是如何进入汽缸，推动活塞运动，带动轮子转动的。答案　燃料燃烧，在蒸汽锅炉中，水沸腾形成蒸汽，通过管道被送入汽缸，受滑块阀门控制交替进入汽缸的左侧和右侧，推动活塞运动。学以致用如图所示，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是(　　)A.试管口出现的“白雾”是气体B.水蒸气对外做功，内能增加C.水蒸气的温度升高D.这个实验基本展示了热机的工作原理D解析　试管口出现“白雾”是水蒸气遇冷液化形成的，故A错误；水蒸气对外做功，内能减小，温度降低，故B、C错误；水蒸气对外做功，将内能转化为机械能，与蒸汽机的工作原理相同，故D正确。(1)现象：盒内酒精剧烈燃烧，盒盖被酒精燃烧产生的 推出。(2)原理：酒精燃烧后产生高温高压的燃气对盒盖 ，燃气的内能减少，转化为盒盖的 能。(3)能量转化：酒精的 能→燃气的 能→盒盖的 能。二、内燃机1.实验：内能转化为机械能如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。燃气做功机械化学内机械2.内燃机(1)活塞式内燃机：燃料在 内燃烧，生成 的燃气，燃气推动活塞做功，将 能转化为 能。(2)生活中，常见的活塞式内燃机有 和 。汽缸高温高压内机械汽油机柴油机学以致用(2024·黔东南期末)中国现代交通运输发展情况总体呈现出显著地提升和进步。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是(　　)C1.在图中填写汽油机各部件的名称。三、汽油机的工作过程气缸火花塞进气门排气门活塞连杆曲轴2.汽油机的活塞在汽缸内做往复运动，从汽缸的一端运动到另一端叫作一个 。多数汽油机是由 、 、 和 四个冲程的不断循环来保证连续工作的。冲程吸气压缩做功排气汽油在汽缸内燃烧产生高温高压燃气推动活塞做功带动曲轴转动对外做功汽油机的工作原理(模型)3.观察实验：汽油机的工作原理(模型)，了解四冲程汽油机的工作过程，识别四个冲程。进气门 ，排气门 ，活塞向 运动， 和 的混合物从 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端， 关闭，曲轴转动 圈。打开关闭下汽油空气进气门进气门半进气门和排气门 ，活塞向 运动，燃料的混合物被 ，汽缸内温度 ，气压 。曲轴转动 圈。在此过程， 转化为 。都关闭上压缩升高增大半机械能内能在压缩冲程结束时， 产生电火花(点燃式)，使燃料猛烈燃烧，产生 的气体，推动活塞向 运动，带动 转动，对外 。在此过程， 转化为 。高温高压下内能机械能曲轴做功火花塞进气门 ，排气门 ，活塞向 运动，把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端， 关闭，曲轴转动 圈。保持关闭打开上排气门半(1)汽油机四个冲程中，只有 冲程对外做功。(2)压缩冲程将 能转化为 能，做功冲程将 能转化为 能。(3)汽油机1个工作循环有___个冲程，活塞上下往复 次，曲轴转动 周，对外做功__次，有 次能量转化。做功机械内内机械42212思考：汽油机只有做功冲程对外做功，其余三个冲程是怎样完成的？答案　依靠飞轮的惯性完成。学以致用1.如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图，下列说法正确的是(　　)A.四个冲程的顺序应该是乙→甲→丁→丙B.冲程乙的活塞正在往下运动C.冲程甲将机械能转化为内能D.热机是利用化学能做功的机器B2.某单缸四冲程汽油机转速达到2 400 r/min，则1 s内燃气对活塞做功　　次。20解析　飞轮转速是2 400 r/min=40 r/s，则汽油机每秒钟曲轴转动40转，燃气对活塞做功20次。1.(2024·滨州阳信县期末)燃气入户暖民心，“燃”起群众新生活。燃气给我们生活带来便利但也隐藏危险，燃气爆炸形成巨大冲击波击碎窗户玻璃时，能量转化的过程相当于图中内燃机的哪个冲程(　　)B解析　燃气爆炸形成巨大冲击波击碎窗户时，内能转化为机械能。进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，此冲程没有明显的能量转化，故A不符合题意；两气门关闭，火花塞点火，活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，故B符合题意；两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故C不符合题意；排气门关闭，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，此冲程没有明显的能量转化，故D不符合题意。2.(2024·鞍山模拟)汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此冲程的能量转化情况与_____(选填“乙”或“丙”)图相同，如果此汽油机每秒内对外做功20次，飞轮的转速为　　 　r/min。乙2 400解析　题图甲为汽油机的做功冲程，内能转化为机械能，题图乙中，试管中的水蒸气对塞子做功，将内能转化为机械能，题图丙中，向下压活塞，对筒内气体做功，机械能转化为内能，故图甲中的能量转化情况与图乙相同。如果此汽油机每秒内对外做功20次，则每秒完成20个工作循环，飞轮每秒转40圈，所以，飞轮的转速为2 400 r/min。