10.4　热机 （教学课件）- 初中物理北师大版（2024）九年级全一册

知道热机的概念，初步了解热机的工作原理了解汽油机和柴油机的构造并掌握其工作原理能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化热机是怎样将内能转化为我们所需要的能量的呢？古老的热机—蒸汽机的发明给人类带来了巨大的动力。讨论这个实验过程中不同形式的能量之间转化的情况。燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。热机：将燃料燃烧产生的高温、高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。热机的种类很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 火箭发动机 喷气发动机蒸汽机车 火电站的汽轮机知识点一　热机的种类常见的内燃机通过燃料在机器内部燃烧把内能转化为机械能，通常包括汽油机和柴油机两大类。 柴油机 汽油机汽油机的构造：汽油机的主体是一个汽缸，汽缸内有一个活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞。知识点二　汽油机　汽油机工作原理燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。汽油机的工作过程是怎样的呢？吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程(1)冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。(2)四冲程汽油机的工作冲程：由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，如下面的四幅图所示。汽油机的工作过程活塞由最上端向下运动，进气门打开，排气门关闭，汽油和空气的混合物从进气门被吸人汽缸。当活塞运动到最下端时，进气门关闭。(3)每个工作冲程运作详情①吸气冲程混合物进气门和排气门都关闭，活塞由最下端向上运动，燃料混合物被压缩，汽缸内温度升高，气压增大。②压缩冲程机械能转化为内能。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物，这种点火方式称为点燃式。燃料混合物剧烈燃烧，产生高温、高压气体，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。③做功冲程内能转化为机械能。进气门关闭，排气门打开，活塞在转动的曲轴带动下从最下端向上运动，把废气排出汽缸，为下一个循环做好准备。④排气冲程废气(4)四冲程的判断方法：一看活塞的运动方向；二看气门关闭状态。提示：汽油机在工作时，通过连杆将活塞的平动转化为曲轴的转动，通过飞轮、进气门、排气门等部件的配合自动完成吸气、压缩、排气三个辅助冲程。这些结构使汽油机具有了能连续地将内能转化为机械能的功能。柴油机的构造：从构造上看，柴油机和汽油机的区别主要是柴油机汽缸的顶部有一个喷油嘴，但没有火花塞。主体是汽缸，内有活塞、通过连杆与曲轴相连，上部有进气门和排气门，顶部有喷油嘴。知识点三　柴油机　动画讲解柴油机的工作原理汽油机与柴油机的相同点汽油机与柴油机的对比汽油机与柴油机的不同点汽油机和柴油机的优缺点知识点四　火箭我国古代最早的实用火箭大约出现在唐末宋初，由箭头、箭杆、箭羽和火药筒四部分组成，火药筒外壳用竹筒或硬纸筒制作，里面填充火药，简上端封闭、下端开口，筒侧小孔引出导火线。现代火箭使用的是喷气发动机，输送装置按时按量地把燃料和氧化剂输送到燃烧室中，最初用电火花点燃，产生高温、高压气体。燃烧产生的气体以很大的速度从喷口喷出，对火箭产生强大的反冲推力，使火箭前进。在此过程中，燃料的化学能转化为内能，进而转化为火箭的机械能。内燃机汽油机火花塞点燃式吸入空气和汽油混合物工作循环吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程柴油机喷油嘴压燃式只吸入空气机械能转化为内能内能转化为机械能热机种类蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机原理：内能转化为机械能火箭通过喷气产生推力的反作用1.如图是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是（     ）。A.烧开水时，壶盖被水蒸气顶起来B.小球由高处下落的过程中速度变快C.用热水泡脚，脚感觉暖和D.发烧时用湿毛巾敷额头能降温A2.内燃机的一个工作循环由_____、压缩、做功、排气四个冲程组成，一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功　 次。吸气103.2024年9月25日，中国人民解放军火箭军向太平洋相关公海海域，成功发射1发携载训练模拟弹头的洲际弹道导弹，准确落入预定海域。该洲际弹道导弹的发动机是　　    (选填“电动机”或“热机”)，工作时将　　　    能转化为内能再转化为　　    能。热机化学机械4.下列设备工作过程中没有使用热机的是 (　    )C