2.1 热机 课件(共26张PPT)023-2024学年教科版物理九年级上册

(课件网) 第二章 改变世界的热机 第1节 热 机 1 学习目标 2 课时导入 3 感悟新知 4 随堂检测 5 课堂小结 蒸汽机为什么能提供动力？它的物理原理是什么？ 情境导入 改变物体的内能有两种方式，除了热传递，还可以通过做功使物体内能增加。那么，减少物体的内能可以做功吗？ 知识点 温度与热运动 1 感悟新知 1. 实验探究———热机的工作原理 (1)实验现象 如图1 所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成的小叶轮，加热试管使水沸腾，观察现象。 (2)现象分析 ① 现象一：叶轮转动。原因：试管内的水沸腾，水蒸气向外膨胀，推动叶轮转动。 ② 现象二：玻璃管口出现“白雾”。原因：水蒸气膨胀对外做功，内能减少，温度降低，其中的水蒸气液化形成“白雾”。 (3)实验结论：本实验虽然简单，但展示了热机的基本原理。 2. 热机 通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。 能量转化：燃料的化学能 内能 机械能。 燃烧 做功 实验详解 1. 实验中的能量转化过程： (1)燃料燃烧：化学能转化为内能； (2)叶轮转动：内能转化为叶轮的机械能。 2. 实验中的能量转移和转化过程：燃料→试管→管内的水和水蒸气→叶轮。 3. 物态变化： 汽化和液化 。 知识链接 内能的两种应用： ◆利用内能加热：其实质是能量的转移过程。 ◆利用内能做功：其实质是能量的转化过程。 [中考·聊城] 如图2 所示，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是( ) A. 试管口出现的“白雾”是气体 B. 水蒸气对外做功，内能增加 C. 水蒸气的温度升高 D. 这个实验基本展示了热机的工作原理 例1 解析：水蒸气推动橡胶塞做功，将内能转化为机械能(热机的工作原理)，水蒸气内能减少，温度降低，液化形成小水珠，即“白雾”。 答案：D 教你一招 找出主要现象及对应的知识点：本实验的主要现象是橡胶塞被冲开和试管口出现“白雾”。解释“白雾”的形成，关键点是要联系前面学习的知识“做功改变内能”来分析。 1. 蒸汽机是最早的热机。1769 年瓦特改进、完善了蒸汽机，设计了通过活塞直线运动带动飞轮圆周运动的连接装置，解决了动力的传输问题，才使蒸汽机成为带动其他机器运转的动力机器。 2. 蒸汽机的工作原理是将燃料的化学能转化为水蒸气的内能，再由水蒸气膨胀做功，把内能转化为机械能。 知识点 蒸汽机 2 拓展延伸 蒸汽机的工作过程:燃料燃烧，在蒸汽锅炉中，水沸腾形成蒸汽，通过管道被送入汽缸，受滑块阀门控制交替进入汽缸的左侧和右侧，推动活塞运动。 如图3 所示，是蒸汽机的工作原理示意图。 例2 关于蒸汽机的工作过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是( ) A. 汽缸内的蒸汽推动活塞做功，将蒸汽的内能转化为活塞的机械能 B. 在燃料燃烧的时候要产生热量，这是将内能传递给锅炉中的水 C. 蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增加 D. 蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 解析：在燃料燃烧的时候要产生热量，这是将化学能转化为内能；蒸汽推动活塞做功，将内能转化为机械能，内能减少；废气带走的不是温度，是热量。 答案：A 易错警示 在蒸汽机的工作过程中，伴随着能量的转移和转化。蒸汽推动活塞做功，把蒸汽的内能转化为活塞的机械能，内能减少，温度降低。温度是状态量，热量是过程量，废气带走的是热量。 现代热机种类繁多。轮机主要用于大型火力发电厂中，大型舰船以及内燃机车上；内燃机主要用于机车、汽车、农用机械上；喷气发动机和火箭发动机则用于航空航天事业。 知识点 形形色色的热机 3 方法点拨 轮机、内燃机、喷气发动机和火箭发动机都属于热机。各类热机的工作原理相同，都是把内能转化为机械能。 下列设备不是热机的是( ) A. 蒸汽机 B ... ...