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初中物理5.5 热机学案设计

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这是一份初中物理5.5 热机学案设计，文件包含55热机学生版docx、55热机教师版docx等2份学案配套教学资源，其中学案共6页，欢迎下载使用。

课题：5.4热机

1.知道热机工作过程中能量转化的情况 2.知道四冲程内燃机的工作过程

3.了解热机发展史，感受热机的发明和发展对人类文明进步的作用

复习：

1、物体吸收热量与物体的　质量、物质种类、　升高温度有关。且对于同种物质　质量越大、升高温度越多吸收热量越多。质量相同的不同物质升高相同的温度吸收的热量不同，物理学里引入比热容这个概念来描述物质的这种特性。我们把单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容，用公式表示是c=Q/(mΔt)。

2、水的比热是自然界常见物质中比较大的，是4.2×103焦/（千克·℃），它的物理意义是: 质量是1千克的水升高（或降低）1℃吸收（或放出）的热量为4.2×103 焦。与质量相同的其它物质相比，吸收或放出相同的热量，水升高或降低的温度相对较小；或者说与　质量相同的其它物质相比，升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量更　多。因此，　水也常常做冷却剂或储热剂。

导学一:热机

活动（学习活动卡P38）：1、在一支试管中注入适量的水，用软木塞（或橡皮塞）塞住管口。然后，用试管夹夹住试管上部，将试管底部放在酒精灯的外焰加热（试管口不要对人）。观察到发生的现象是橡皮塞被喷出。此过程能量的转化是　水的内能转化为橡皮塞的机械能。

2、取一支两端开口的细玻璃管，将它水平放置，并在玻璃管中插入两根火柴，火柴头相对。然后，用酒精灯加热该部分玻璃管（注意安全）。观察到发生的现象是火柴头被点燃并向外移动。此过程能量的转化是火柴的化学能转化为机械能。

（阅读课本P47-48热机，完成下列问题）

1、车、船、飞机的发动机都是燃烧燃料，将燃料储存的化学能转化为燃气或者蒸汽的内能，这些发动机又将燃气或蒸汽的内能转化为机械能，这些发动机统称为热机。热机包括蒸汽机、内燃机、汽轮发动机、喷气发动机和火箭发动机。

2、世界上最早的热机——蒸汽机是利用燃料加热锅炉中的水产生水蒸气推动活塞做功。后来人们又发明了效率更高的内燃机。与蒸汽机不同的是燃料在内燃机的内直接燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞做功。汽车、轮船、火车机车的发动机都是内燃机，它们都是汽油机或者是柴油机。

2、四冲程汽油机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运动称为一个冲程。它的一次工作全过程包括四个冲程，也就说活塞往返运动 2 次。

3、四冲程汽油机的包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。（1）活塞向下运动，进气阀门开启，空气和汽油的混合气体进入汽缸，这个冲程叫吸气冲程。

（2）两个阀门都关闭，活塞向上运动，将混合气体压缩至原来体积的1/8左右，这个冲程叫压缩冲程。此过程中，活塞的机械能转化为气体的内能。

（3）汽缸顶端的电火花塞通电点火，混合气体爆发性燃烧，高温高压气体向下推动活塞做功，这个冲程是做功冲程。在此过程中，燃气的内能部分转化为机械能。

（4）活塞向上运动，排气阀门开启，废气被排出汽缸，此过程叫排气冲程。

4、柴油机的吸气冲程：活塞向下运动，进气阀门打开，空气进入汽缸。压缩冲程：两个阀门都关闭，活塞向下运动，将空气压缩至原来的1/16，使气体压强增加，从而使温度升高至柴油燃点。此时，喷溅嘴喷出雾状柴油并立即燃烧，使汽缸内的气体压强大大增加，推动活塞对外做功，完成做功冲程。此时，将燃气的内能转化为飞轮的机械能。飞轮由于有惯性继续转动，带动活塞向上运动，同时排气阀门打开将废气排出。

5、汽油机和柴油机的工作过程的不同之处在于吸气冲程吸入的气体有所不同，汽油机吸入的是空气和汽油的混合气体，柴油机吸入的是空气，所以压缩冲程压缩的气体不同，压缩的程度也不同，汽油机将气体压缩到原体积的 1/8 ，柴油机将气体压缩到原体积的 1/16 。所以柴油机效率比汽油机高。点火方式不同，汽油机是通电点火，柴油机是汽缸内压缩空气的温度达到柴油的着火点，喷油嘴喷出雾状柴油燃烧。