2.1热机（课件）教科版2025-2026学年九年级物理上册（28页PPT）

(课件网) 幻灯片 1：封面 标题：2.1 热机 所属章节：第 2 章 运动与能量 学习目标：理解热机的工作原理，掌握内燃机的四冲程工作过程，了解热机效率及应用 授课教师：[您的姓名] 幻灯片 2：导入 ——— 从蒸汽时代到内燃机时代 生活联系：汽车、火车、飞机等交通工具能快速行驶，工厂里的机器能高速运转，这些都离不开一种将内能转化为机械能的装置 ——— 热机。热机的发明和发展极大地推动了人类社会的工业化进程。 历史回顾：18 世纪瓦特改良蒸汽机，标志着第一次工业革命的开始；19 世纪内燃机的发明，为汽车、飞机等现代交通工具提供了动力，开启了交通运输的新纪元。 本节核心：探究热机的工作原理，重点学习内燃机的结构和工作过程，认识热机效率及能量转化特点。 幻灯片 3：知识点一 热机的定义与工作原理 热机的定义：热机是把内能转化为机械能的机器。在热机工作过程中，燃料燃烧释放的内能通过一定的装置转化为机械能，为人类提供动力。 工作原理： 燃料燃烧：燃料在热机的燃烧室内燃烧，将化学能转化为内能，使工作物质（如燃气）的温度升高、内能增加。 能量转化：高温高压的工作物质膨胀对外做功，将内能转化为机械能，推动机器运转。 能量转化示意图： 化学能（燃料）→内能（燃烧释放）→机械能（对外做功） 常见热机：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、汽轮机、喷气发动机等。 幻灯片 4：知识点二 内燃机的分类与结构 内燃机的定义：内燃机是燃料在气缸内燃烧的热机，常见的内燃机有汽油机和柴油机。 汽油机与柴油机的区别： 对比项目 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 吸入气缸的物质 汽油和空气的混合物 空气 点火方式 点燃式（火花塞点火） 压燃式（压缩空气使温度升高点燃柴油） 效率 较低（20%~30%） 较高（30%~45%） 应用 小汽车、摩托车等轻型交通工具 卡车、拖拉机、轮船等重型机械 基本结构：主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞（汽油机）或喷油嘴（柴油机）等部件组成。 幻灯片 5：知识点三 汽油机的四冲程工作过程 一个工作循环：汽油机工作时，活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程。汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，每个工作循环活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。 各冲程特点： 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气缸。 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，内能增加，温度升高（机械能转化为内能）。 做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使混合物猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，带动曲轴转动（内能转化为机械能），这是唯一对外做功的冲程。 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。 冲程示意图：（可配四冲程动态示意图，标注各部件状态和能量转化） 幻灯片 6：知识点四 热机的效率 热机效率的定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，用符号 “η” 表示。 计算公式：\( \eta = \frac{W_{ ¨}}{Q_{ }} 100\% \) 其中：\( W_{ ¨} \) 是热机对外做的有用功，\( Q_{ } \) 是燃料完全燃烧放出的热量（\( Q_{ } = qm \)，q 为燃料的热值，m 为燃料质量）。 效率低的原因： 燃料不能完全燃烧，有能量损失。 废气带走大量热量。 热机部件间的摩擦消耗能量。 散热损失，高温部件向周围环境散热。 提高效率的方法： 使燃料充分燃烧（如改进燃烧装置）。 减少废气带走的热量（如安装废气涡轮增压装置）。 减小摩擦（如加润滑油）。 采用保温措施，减少散热损失。 幻灯片 7：实验探究 ... ...