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物理:热机课件(人教版九年级)2

发布时间:2013-09-20 09:43:13  

热机

学习目标
1. 知道什么是热机、热机中的能量转 化、四冲程内燃机的构造和工作原理. 2.了解汽油机和柴油机的工作过程和 在实际中的应用. 3. 从能量转化的角度认识燃料的热值

学前指导(1)
学生观察P135页的演示 实验,思考下面的问题。
1、看到了什么现象? 塞子被冲 出,并且瓶口有 雾 生成. 2、整个过程中,能量是怎样转化的: 化学 内 燃料燃烧将________能转化为________能;传给 水和水蒸气,水蒸气将塞子推出,将它的 内能 机械能 ________能转化为塞子的__________。 3、上面的装置就是一个简单原始的热机。

教师点评
把内能转化为机械能 一、热机的定义: 的机械
二、热机的种类:

蒸气机、内燃机、汽轮机、 喷气发动机、等。

学前指导(2)
学生自学P135页—137页的内燃机 内容,思考下面的问题。
三、内燃机 (一)内燃机的定义:
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的 热机。

(二)内燃机的种类:

汽油机(汽油)、柴油机(柴油作为燃料)

(三)内燃机的构造及工作原理:
1、汽油机
火花塞

(1)构造
气缸

进气门 活塞 连杆

排气门

曲轴

(2)汽油机(内燃 机)的冲程和工作 循环

吸气 压缩 做功 排气

吸气冲程
进气门 打开 , 排气门 关闭 。活 塞由上端向下端 运 动, 汽油和空气 组 成的燃料混合物从进

汽 油 和 空 气

气门吸入气缸。

压缩冲程
进气门和排气 门都关闭,活塞向 上运动,燃料混合 物被压缩,压强增 大,温度升高。

做功冲程
在压缩冲程结束时, 火花塞产生电火花,使燃 料猛烈燃烧,产生高温高 压的燃气,推动活塞向下 运动,并通过连杆带动曲

轴转动。把内能转化成机
械能。

排气冲程
进气门关闭,排 气门打开,活塞向上 运动,把废气排出气 缸。
燃 烧 后 的 废 气

2、柴油机
(1)柴油机的构造
喷油嘴 气缸

进气门
活塞 连杆

排气门

曲轴

吸气冲程
进气门打开,排气门 关闭。活塞由上端向下端 运动,将空气吸进气缸。

空 气

压缩冲程
进气门和排气门都关闭,活 塞向上运动,活塞把空气压缩 得很小,空气的压强更大,温 度更高。在压缩冲程末,缸内

空气温度已超过柴油的着火点


做功冲程
在压缩冲程末,从喷油嘴

喷出的雾状柴油遇到热空气立
即猛烈燃烧,产生高温高压的

燃气,推动活塞向下运动,并
通过连杆带动曲轴转动。

排气冲程
进气门关闭,排气门 打开,活塞向上运动,把
燃 烧 后 的 废 气

废气排出气缸。

(四)内燃机的启动
内燃机不能自行启动。开始运 转时,要靠外力使飞轮和曲轴转动 起来,由曲轴通过连杆带动活塞运

动,以后

内燃机才能自己工作。

(五)内燃机的应用
(1)汽油机的应用
汽油机比较轻巧,常用在汽车、飞机和小型 农业机械,摩托车上面。

(2)柴油机的应用
柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主 要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。

教师点评
汽油机和柴油机有什么相 同点,有什么不同点?

相同点

1.基本构造和主要部件的作用相似。

2 .每个工件循环都经历四个冲程:吸气冲 程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3 .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。 4 .一个工作循环中,活塞往复两次,飞轮 转动两周,做功一次。

不同点

1.构造不同:汽油机气缸顶有火花塞,而 柴油机气缸顶部有喷油嘴。 2 .燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而柴 油机的燃料是柴油。 3 .吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混 合气体,柴油机只吸进空气。 4 .点火不同:汽油机属点燃式点火,柴油 机属压燃式点火。

课堂练习:
1.汽油机在压缩冲程中工作物质被 压缩,汽缸中的.....( c ) A.压强增大,温度降低 B.压强减小,温度升高; C.压强增大,温度升高; D.压强减小,温度降低

课堂练习:
2.一台四冲程内燃机的飞轮转速为 1800 rad/min,它1s完成( D ) A.30个冲程,做了30次功 B.60个冲程,做了60次功 C.120个冲程,做了30次功 D.60个冲程,做了15次功

学前指导(3)
学生自学P138页的“燃料的热值”内 容,思考下面的问题。
1、背景材料:在现代社会,人类所用能量 的绝大部分是从燃料的燃烧(将化学 能 内 转化为 能)中获得的.常用的燃料有: 煤 等; 固体燃料,如 木柴 、 液体燃料,如 汽油 、 柴油 等; 气体燃料,如 煤气 、 天燃气 等.

2、提出问题:根据你的经验,相同质量 的不同燃料在完全燃烧时放出的热量是 不是相同? 3、猜想假设: . 4、事实依据: . 5、质疑引新:那么如何表示燃料的这种 特性呢?

教师点评
四、燃料的热值
1、热值的物理意义:表示燃料燃烧放出热量
的能力强弱的物理量 1kg某种燃料完全燃烧放出的 2、热值的定义: 热量,叫做这种燃料的热值 q 符号: J/m3 单位: J/kg

强调: 它是燃料本身的一种特性,只与燃

料的种类有关,与燃料的形态、质 量、体积,燃料是否完全燃烧等均 无关。

干木柴的热值是1.2×107J/㎏。 ? 表示 完全燃烧1㎏的干木柴放出的热量是1.2×107J
?

想一想 2.4×107J 2㎏干木柴完全燃烧放出的热量是 1.2×108J 10㎏干木柴完全燃烧放出的热量是 所以燃料完全燃烧时放热公式为:

公式: Q=mq或 Q=Vq (q为热值)

炉子有效利用的热量与燃料

完 3、炉子的效率:

全燃烧放出的热量之比。 η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′

提高炉子效率的措施(以锅炉为例):
①使燃料尽可能充分燃烧(如把煤磨成煤粉, 加大送风量等) ②减小热量的散失(如用隔热材料做炉体,加 大受热面积等)

用来做有用功的那部分能 4、热机的效率:量和燃料完全燃烧放出的 能量之比叫做热机的效率。 提高热机效率的措施(以内燃机为例): 使燃料充分燃烧,尽量减小各种热 量损失,机件间保持良好的润滑、减 小摩擦。

热机的能量分流图

检测练习
用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧 到70℃,消耗了10g煤气.已知水的比热 容是4.2×103J/(kg?℃),煤气的热值为 4.2×107J/kg,则水吸收的热量为 J,煤气完全燃烧放出的热量为 J,煤气灶烧水的效率为 %。

学习目标回顾 当堂检测
3.能说出功的原理,知道使用任 做课后提能检测 何机械都不省功。

8.如图所示,将一物体分别沿着光滑 斜面AO和BO匀速拉到顶端O点,已知 AO<BO,所用拉力分别是F1和F2,拉 力所做的功分别是Wl和W2,则 A.Fl>F2,Wl=W2 B.Fl>F2,W1 >W2 C.F1=F2,W1=W2 D.F1<F2,W1=W2


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