12.4 热机与社会发展--2025-2026学年沪粤版物理九年级上册教学课件（29页PPT）

(课件网) 12.4 热机与社会发展 第十二章 内能与热机 沪粤版2025-2026学年 物理九年级上册【精做课件】 授课教师：******** 班 级：******** 时 间：******** 12.4 热机与社会发展 教学目标 了解热机的概念和工作原理，知道热机是将内能转化为机械能的机器。 认识常见热机的类型，如蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机等，了解它们的基本结构和工作过程。 理解热机效率的含义，知道提高热机效率的方法和意义。 分析热机对社会发展的推动作用，以及热机使用过程中带来的环境问题。（重点） 关注热机的发展趋势，树立可持续发展的观念。 热机的概念与工作原理 热机的定义 热机是一种将内能转化为机械能的机器。它通过燃料的燃烧获取内能，然后将内能转化为机械能，为人类的生产和生活提供动力。 工作原理 热机的工作过程主要包括以下几个环节： 燃料燃烧：燃料在热机的燃烧室内燃烧，化学能转化为内能，使燃烧室内的气体温度升高、压强增大。 能量转化：高温高压的气体膨胀对外做功，将内能转化为机械能，推动热机的活塞或叶轮运动。 排气：对外做功后的废气被排出热机，同时热机准备下一个工作循环。 例如，汽车发动机工作时，汽油或柴油在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞运动，活塞通过连杆带动曲轴转动，将内能转化为汽车行驶的机械能。 常见热机的类型 蒸汽机 发明与发展：蒸汽机是最早的热机之一，由瓦特在 18 世纪进行了重大改进，推动了第一次工业革命。 结构与工作过程：蒸汽机主要由锅炉、气缸、活塞、连杆和飞轮等部分组成。燃料（如煤）在锅炉外燃烧，将水加热成高温高压的水蒸气，水蒸气进入气缸，推动活塞运动，将内能转化为机械能。 特点：蒸汽机的效率较低（一般在 10% - 15%），体积庞大，结构复杂，但它的出现标志着人类进入了机器时代，极大地推动了交通运输和工业生产的发展。 应用：早期的火车、轮船、纺织机械等都以蒸汽机为动力。 内燃机 内燃机是燃料在气缸内燃烧的热机，常见的有汽油机和柴油机。 汽油机： 结构：主要由气缸、活塞、火花塞、进气门、排气门、连杆和曲轴等组成。 工作过程：一个工作循环包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程，简称 “四冲程”。 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，混合物被压缩，温度升高。 做功冲程：在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃混合物，产生高温高压燃气，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排出废气。 特点：效率比蒸汽机高（一般在 20% - 30%），体积小，重量轻，启动方便。 应用：广泛用于汽车、摩托车、小型飞机等交通工具。 柴油机： 结构：与汽油机相似，但没有火花塞，有喷油嘴。 工作过程：同样包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程。不同的是，吸气冲程吸入的是空气；压缩冲程结束时，喷油嘴向气缸内喷入雾状柴油，柴油遇到高温高压的空气自动燃烧。 特点：效率比汽油机更高（一般在 30% - 45%），功率大，省油，但比较笨重，振动较大。 应用：主要用于载重汽车、拖拉机、轮船、火车、发电机等。 汽轮机 结构与工作过程：汽轮机由喷嘴、叶轮、叶片和转轴等组成。高温高压的蒸汽（或燃气）通过喷嘴高速喷出，冲击叶轮上的叶片，使叶轮转动，将内能转化为机械能。 特点：效率较高（大型汽轮机效率可达 40% 以上），功率大，运转平稳，占地面积小。 应用：广泛用于火力发电厂、核电站、大型船舶等，是现代发电和大型动力装置的主要设备之一。 热机效率 热机效率的定义 热机工作时，用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃 ... ...