华师大版九年级上册3 热机教学演示课件ppt

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思考讨论：你知道食物和燃料都具有什么能吗？
绿色植物通过光合作用把能量以化学能的形式贮存起来。
肉类、奶类和蛋类所含的能量是动物在生长过程中吃植物或其他动物所得来的，所以食物中所包含的能量属于化学能。
煤、石油和天然气等燃料都是由埋藏在地下的生物，受地层压力和热的作用长期演变而成的。所以煤、石油和天然气具有化学能。
参考答案:食物和燃料都具有化学能。
（1）固体燃料：木柴、煤炭等.（2）液体燃料：汽油、酒精等。（3）气体燃料：天然气、人工煤气、氢气等。
燃料燃烧时化学能以热量形式释放，转化为周围物体增加的内能。
思考讨论：相同质量的木柴、烟煤、液化石油气、煤气、天燃气、燃烧时放出的热量谁最多呢？
某调查表明：四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg，天燃气12Kg。
参考答案：天燃气燃烧时放出的热量最多，因为释放相同的热量，天燃气需要的质量较少。可见不同的燃料燃烧释放热量的能力不同。
（1）定义：1 kg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
（2）在国际单位制中热值的单位是焦/千克，符号为J/kg。
不同的燃料它的热值一般不同
一些燃料的热值（单位：J/kg）
（3）意义：热值反映了燃料燃烧特性，即不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小。表示燃料放热能力强弱的物理量，用q表示。
你能说出干木柴的热值是1.2×107 J/kg表示的意义吗？
表示1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107 J。
思考讨论：热值的大小与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧有关吗？
热值的大小与燃料的质量（体积）、是否完全燃烧等无关。热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关。
判断关于热值的说法（ ）A、通风越好，供氧越充足，燃料的热值就越大。B、1kg的酒精比0.2kg酒精的热值大。C、汽油不燃烧时，热值为0。D、燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多。E、1kg燃料完全燃烧时放出的热量就是它的热值。
3、燃料燃烧放热的计算
Q表示热量(J)，q表示热值( J/kg )，m表示固体燃料的质量(kg)，V表示气体燃料的体积(m3)。
（1）燃料完全燃烧释放的热量的计算公式:
固体燃料：Q放=mq 气体燃料：Q放=Vq
把质量为2kg，温度为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少酒精？
则完全燃烧酒精放 出的热量为：Q放=m2q=m2×3.0×107J/kg 由 Q吸=Q放 得：m2=2.1×10-2kg
说明：实际上燃料很难完全燃烧，因此放出的热量往往少于根据热值计算出的热量。另外，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。
思考讨论：怎样提高燃料的利用率呢？
（1）改善燃烧条件，使燃料尽可能充分燃烧，（2）根据热传递的三种方式：热传导、对流、热辐射尽可能减少各种热损失。
1、热机是热力发动机的简称（1）热机是把内能转化为机械能的机器。
（2）热机的原理：燃料的化学能转化为内能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动。内能转化叶轮的机械能。
利用内能做功的机器有很多，例如：
(1)内燃机：燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
A、汽油机：工作物质为汽油
B、柴油机：工作物质为柴油
在厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根放电针，放电针和静电起电机连接。将少量汽油喷入管内，用软木塞塞住管口，摇动起电机，仔细观察产生的现象。
实验结论：实验结果表明，放电针产生火花、筒内汽油被点燃后，软木塞被筒内点燃的高温高压气体冲出。
观察对比并说出实验模型与实际的汽油机结构的区别
总结：实际的汽油机结构比以上实验模型要复杂一些有机玻璃圆筒换成金属汽缸，软木塞换成能上下移动的活塞，放电针换成火花塞，活塞与连杆曲轴相连。 当活塞做连续的上下往复运动时，曲轴就能转动起来。
（3）汽油机的工作过程
活塞在汽缸内向上或向下移动一次叫做内燃机的一个冲程。
①吸气冲程当曲轴转动带动活塞向下移动时，汽油和空气混合物经进气阀被吸入，汽缸进气门打开，排气门关闭。
压缩冲程：进气阀排气阀关闭，油气混合物随着活塞上移被压缩。当活塞接近汽缸顶部的瞬间，火花塞点火。
③做功冲程油气混合物被点燃，剧烈燃烧形成的高温高压气体再次推动活塞向下运动，带动曲轴旋转。
④排气冲程在此循环的第四阶 段，排气阀打开， 随着活塞上移，废 气排出汽缸。
观看动画汽油机工作原理
汽油机工作特点：四个冲程，一次循环，曲轴两圈，一次做功。
观看动画汽油机工作原理说一说汽油机工作特点。
压缩冲程：机械能转化成内能;做功冲程：内能转化成机械能。
2、一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动几周？做功几次？
思考讨论:1、在四个冲程中，哪些冲程发生能量转化？
3、一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余冲程是靠什么完成的？
四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，做功一次。
柴油机的构造原理、工作过程与汽油机相似。
汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
①燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油;②吸气不同：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入的只有空气;
思考讨论：柴油机和汽油机相比较你还知道有哪些不同之处吗？
④应用不同：汽油机机身轻巧，提升功率快，转速快，常用在小汽车、飞机及小型农机上。 柴油机可以做得比汽油机功率大、效率高。但柴油机比较笨重，震动大，转速较慢。常用在坦克、机车、拖拉机、载重汽车和海轮上。
③点火方式不同：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式。
思考讨论：柴油机为什么没有点火装置？
这是因为柴油机的压缩比要比汽油机大，即把吸入的空气压缩到1/12～1/20（汽油机为1/6～1/9）。这时压强达到35～45大气压，温度可升高到700～1500℃。所以柴油机没有点火装置，在压缩冲程末，由喷油嘴喷入雾状柴油立即点燃。
（4）热机的效率
①热机做出的有用机械功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫做热机的效率。
②热机效率通常用百分数表示
汽油机的效率是20％～30％，柴油机的效率是28％～40％。蒸汽机的效率只有6％～15％所以目前蒸汽机已很少使用，逐步被内燃机替代。
能量损失：主要是排出废气的温度很高要带走很大一部分能量，还有一些能量损耗在散热及克服摩擦做功上。
阅读课本：科学 技术 社会 环境
思考讨论：怎样减少热机对环境的污染？你应该怎样做？
汽车尾气产生的污染，已成为当前一大社会公害。为减少热机对环境的污染国家制定了汽车尾气排放标准，还成立了专门机构研究和管理。我们应该低碳出行减少热机对环境的污染。
（1）火箭是火箭发动机的简称。这是一种新型的热机。它是发射人造 卫星和宇宙飞船的动力装置。
火箭是利用反冲作用产生动力的发 动机，燃料和氧化剂在燃烧室内燃烧，产生高温高压燃气，燃气通过喷管向后喷 出，同时产生大小相等、方向相反的推力，把火箭推向前进。
火箭使用的燃料、氧化剂有液体和固体两种，火箭分为液体火箭和固体火箭。现代火箭一般采用二级或三级火箭，当一级火箭工作完成后，空壳脱落，下 一级火箭继续工作。
阅读视窗说一说你对长征火箭了解多少？
1.甲、乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，其意义是（ ）。 A.甲的功率大于乙的功率B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料C.乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大 D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
2. 如图是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（）。A.丙、丁、乙、甲 B.乙、丁、甲、丙 C.乙、甲、丁、丙 D.甲、乙、丙、丁
甲 乙 丙 丁
4.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，在 压缩冲程中——————-能转化为——————能。
3.食物和燃料内部都贮存着 能，当食物为人所食用后，或燃料燃烧后，它们所贮存的这部分能量将转化 能。
5.煤气密度为0.6kg/m3，热值为4.2×107J/kg。某家庭一个月使用煤气20m3，求这些煤气完全燃烧释放出的热量。
答案：5.04 ×108J
1、热值：1千克(1立方米）某种燃料完全燃烧发出的热量。单位：J/kg（J/m3) 2、燃料完全燃烧放出热量计算公式：Q=mq；Q=vq。3、热机是把内能转化为机械能的机器。汽油机的工作过程包括四个冲程：吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。