2021学年第五节 热机学案设计

19.5 热机

学习目标

1.通过演示实验了解可以利用内能来做功，了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

2.通过观察汽油机的挂图或模型，了解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。

3.通过讨论，从能量转化的角度了解燃料的热值和热机的效率。

学习重难点

重点：了解四冲程汽油机的基本结构和工作原理

难点：从能量转化的角度了解燃料的热值和热机的效率

学习过程

探究活动一：热机

1.定义：利用____________能做功的机械叫热机。

2.工作原理： ____________能转化为____________。

3.内燃机：燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机，常见的内燃机有____________、____________。

探究活动二、汽油机

4.构造：进气门、排气门、____________、活塞、汽缸、连杆和曲轴.

5.活塞从汽缸的____________运动到____________的过程，叫一个冲程。

在汽油机的一个工作循环中，包括____________、____________、____________、____________四个冲程，其中压缩冲程中____________能转化为____________能；做功冲程中____________能转化为____________

注意：

一个工作循环中，四个冲程，曲轴转两周，做功一次；只有做功冲程是靠燃气推动活塞做功，获得动力，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。

探究活动三：燃料的热值

6. ____________某种燃料这种燃料____________的放出的热量叫热值，单位____________。

注意：热值是燃料的一种性质。与物体的质量，体积以及放出的热量，以及是否充分燃烧等都无关。

7.热量计算公式：Q=____________

探究活动四：热机的效率

7.用来做____________的那部分能量与燃料____________放出的能量之比，叫热机的效率。

8.提高热机效率的途径：

(1)采用新技术，使燃料____________

(2)做好润滑保养，减小____________

(3)减少各种____________。

达标检测

1.如图是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是(   )

A.

B.

C.

D.

2.如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环中的三个冲程，其中缺少了一个冲程，关于该冲程的名称及位置，下列判断正确的是(   )

A.吸气冲程，应在甲图之前 B.压缩冲程，应在甲、乙图之间

C.做功冲程，应在乙、丙图之间 D.排气冲程，应在丙图之后

3.如图是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，下列关于冲程及其能量转化判断正确的是(   )

A.做功冲程，将机械能转化为内能 B.做功冲程，将内能转化为机械能

C.压缩冲程，将机械能转化为内能 D.压缩冲程，将内能转化为机械能

4.关于汽油机和柴油机的区别，下列叙述中错误的是(   )

A.构造上，柴油机的汽缸顶部有一个喷油嘴而没有火花塞

B.工作过程中，汽油机与柴油机只有一个冲程不同

C.柴油机的效率比汽油机高

D.柴油机比汽油机经济，但比较笨重

5.若甲汽油机的效率比乙汽油机高，则下列说法中正确的是(   )

A.甲汽油机的功率比乙汽油机大

B.甲汽油机在相同时间内比乙汽油机消耗的汽油多

C.甲汽油机的热散失比乙汽油机少

D.消耗同样多的汽油，甲汽油机用来做有用功的能量多

6.如图所示是汽油机的吸气冲程，它将______吸入汽缸，在汽油机启动后吸气冲程依靠飞轮的______来完成；若该汽油机飞轮的转速为720 r/min，那么该内燃机1 s对外做功______次。

7.如图是某四冲程汽油机的_____冲程，在此冲程中内能转化为_____能。

8.家用轿车常用汽油机驱动.如图所示是汽油机的________冲程，在这一冲程中发生的能量转化是________（选填“机械能转化为内能”或“内能转化为机械能”）；汽车行驶过程中，油箱内的汽油越来越少，则汽油的热值________（选填“变小”“不变”或“变大”）.

达标检测答案以及解析

1.答案：C

解析：汽油机在做功冲程中将内能转化为机械能，A是吸气冲程，B是压缩冲程，C是做功冲程，D是排气冲程，故选C。

【考点】 汽油机的工作原理

2.答案：C

解析：甲图进气门打开、排气门关闭，活塞由上向下运动，所以为吸气冲程；乙图进气门、排气门都关闭，活塞由下向上运动，所以为压缩冲程；丙图进气门关闭、排气门打开，活塞由下向上运动，所以为排气冲程；综上所述可以知道，在乙图和丙图之间缺少做功冲程。故选C。

3.答案：B

解析：本题考查内燃机的四个冲程。由题图可知，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧推动活塞做功，将内能转化为机械能，故B正确，ACD错误。

4.答案：B

解析：从构造上看，汽油机的汽缸顶部有火花塞，柴油机的汽缸顶部有喷油嘴；从冲程的角度看，吸气冲程：柴油机只吸入空气，汽油机吸入汽油和空气的混合物；压缩冲程：柴油机压缩得更厉害，燃气温度更高，内能更大；做功冲程：汽油机是点燃式，柴油机是压燃式；汽油机轻巧、效率低，柴油机笨重、效率高。故选B。

5.答案：D

解析：热机的效率是指用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，消耗同样多的汽油，甲汽油机用来做有用功的能量多，只有D选项正确，其余选项均错误。

6.答案：汽油和空气的混合物；惯性；6

解析：在汽油机的吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，图中是汽油机的吸气冲程，在汽油机启动后，这个冲程依靠飞轮的惯性来完成；由题知，飞轮的转速为，即飞轮每秒转12 r，因为飞轮转2 r，对外做功1次，所以飞轮转12 r，对外做功6次。

7.答案：做功；机械

解析：如中所示冲程中，两气门都封闭，火花塞放电点火，活塞向下运动，说明这个是做工冲程，是将燃料燃烧产生的内能转化为活塞运动的机械能。

8.答案：做功；内能转化为机械能；不变

解析：由题图可知，火花塞产生电火花，活塞向下运动，两个气门都关闭，所以该冲程是汽油机的做功冲程；在这个冲程中，高温高压的气体推动活塞向下运动，将气体的内能转化为活塞的机械能；热值反映的是单位质量或体积的某种燃料完全燃烧放出的热量，热值的大小与质量没有关系.