10.4 热机（28页）2025-2026学年物理北师大版九年级全一册

(课件网) 第十章 机械能、内能及其转化 第4节 热机 1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理。 2.了解汽油机的构造和工作过程。 3.知道柴油机的构造和工作过程。 4.认识火箭，知道我国航天事业的发展。 观察思考 如图所示，在试管内装些水，用胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。讨论这个过程中不同形式能量之间转化的情况。 现象：橡胶塞飞出 橡胶塞由静止变为斜向上飞出，速度和高度都增大，而质量不变，因此机械能增加。 酒精化学能 转化 内能 管内气体增加的内能 橡胶塞增加的机械能 内能。 橡胶塞的机械能是如何变化的？ 什么形式的能量转化为橡胶塞的机械能呢？ 热机的工作原理 知识点一：热机的种类 1.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。 2.热机的种类包括：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。 内燃机 汽油机 柴油机 ———用汽油做燃料 ———用柴油做燃料 一种内燃机剖面图 内燃机 喷气发动机 喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体，这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出，从而产生很大的反冲推力推动机身向前运动。 （1）空气喷气发动机 （2）火箭喷气发动机（简称火箭） 只携带燃料，需要利用外界空气来助燃，因而飞行的高度受到一定的限制，不宜在空气稀薄的高空飞行。 本身带有燃料和氧化剂，不需要依靠外界空气来助燃，因而飞行高度不受限制。 知识点二：汽油机 1.汽油机的构造 用汽油作燃料的内燃机叫做汽油机。 2.汽油机的工作原理 汽油在汽缸内燃烧 产生高温高压燃气 推动活塞做功 带动曲轴转动 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。 内能转化为机械能 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。 3.工作过程 吸气冲程为什么能将汽油和空气的混合物吸进汽缸？ 答：当活塞向下运动时，汽缸内气体的体积增大，气压变小，大气压把汽油和空气的混合物压进汽缸。 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。 答：压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增加，温度升高，这是一个机械能转化为内能的过程。 压缩冲程中压缩的是什么？压缩到最后会有什么结果？为什么？能量是如何转化的？ 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，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。 内能 机械能 （提供动力） 排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。 答：当活塞向上运动时，汽缸内气体的体积变小，气压增大，当汽缸内的气压大于大气压时，废气被排出汽缸。 排气冲程中是怎样将废气排出的？ （2）汽油机在一个工作循环（四个冲程）中，活塞往复运动2次，汽缸内的燃料燃烧1次，曲轴、连杆带动飞轮转动2周，对外做功1次。 （1）做功冲程将内能转化为机械能，为汽车等提供动力；其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。 相关说明： 知识点三：汽油机 用柴油作燃料的内燃机叫做柴油机。 1.柴油机的构造： 与汽油机的区别：汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 2.工作原理： 用柴油在汽缸内燃烧所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。 3. 柴油机的工作过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 （1） 吸气冲程 空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进汽缸。 （2） 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 ... ...