2.1 热机（27页） 课件 2025-2026学年物理教科版（2024）九年级上册

(课件网) 第2章 改变世界的热机 第1节 热机 1.知道热机的概念及工作原理； 2.了解蒸汽机的构造和工作过程； 3.理解内燃机的基本原理； 4.了解汽油机的工作过程。 热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。 蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！ 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？ 视频演示 知识点一：利用内能来做功 1. 热机的工作原理 (1)观察现象 如图所示，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。 1.热机： 通过燃料燃烧获取内能并将其转化为机械能的装置。 燃料的化学能 工作物质的内能 工作机的机械能 燃烧 做功 2.能量转化的过程： 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。 【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。 知识点二：蒸汽机 【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。 如图所示，是蒸汽机的工作原理示意图。 【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。 观察：内能转化为机械能 如图，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔子，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，在将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。 点火后，酒精在盒子里剧烈燃烧，产生爆炸，把盖子顶飞，燃气推动盖子做功。 知识点三：内燃机 常见内燃机有汽油机和柴油机 使用汽油作为燃料的叫汽油机 使用柴油作为燃料的叫柴油机 内燃机：（活塞式内燃机） 燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。 汽油机的构造 知识点四：汽油机的工作过程 汽油机的工作过程（动画演示） 汽油机的四个冲程 进气门 排气门 活塞自 向 运动 吸_____ 进气门_____ 排气门_____ 活塞自 向 运动 _____能转化为_____能 吸气冲程 压缩冲程 打开 关闭 关闭 关闭 上 下 上 下 空气和汽油混合物 机械 内 一个冲程：活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端。 做功冲程 进气门 排气门 活塞自 向 运动 排出废气（尾气） 排气冲程 进气门_____ 排气门_____ 活塞自 向 运动 _____能转化为_____能 打开 关闭 上 下 机械 内 关闭 关闭 下 上 结论：4个冲程，飞轮转2 ... ...