《内能与热机——热机与社会发展》物理教学PPT课件(3篇).pptx

第十二章 内能与热机热机与社会发展学习目标1．知道热机工作过程中的能量转化过程。2．了解汽油机的工作原理和工作过程，提高读图能力。3．通过对热机效率和热机与环境等问题的分析和讨论，树立效率意识和环保意识。核心考点：内燃机的四个冲程。课前预习1.热机是把 能转化为 能的机器．常见的热机有 、 、 .2．汽油机的四个冲程包括： 、 、 、 .3.汽油机在压缩冲程中，将 能转化 能；在做功冲程将 能转化 能．4．关于热机效率，下列说法中正确的是 ( )A.热机做的有用功越多，效率一定越高B.热机消耗的燃料越少，效率一定越高C.热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率就一定越高D.热机做功越快，效率一定越高内机械蒸汽机汽油机柴油机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程机械内内机械C 课堂精讲 知识点1.热机 (1)热机：车、船和飞机的发动机是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置，这种装置被称为热机。热机的种类很多，如：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等。所有热机在工作时能量转化的过程都是相同的，即将燃料的化 学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。因此，热机就是利用内能来做功的机器，或者说热机就是把内能转化为机械能的机器。 (2)实验探究：热机是如何实现从内能向机械能转化的？ 如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住试管口，放到酒精灯上加热，使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去。在这个实验中，酒精的燃烧过程是酒精的化学能转化为内能的过程，这部分内能传给水和水蒸气使其温度升高，内能增加，当水蒸气把塞子冲出去时，水蒸气的内能又转化为塞子的机械能。 探究归纳：上面的装置就是一个简单原始的热机，其工作过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，内能通过热传递的方式传递给工作物质，工作物质的内能增加，温度升高，推动活塞对外做功，把内能转化为机械能。 (3) 热机的种类有蒸汽机、汽油机、柴油机等． (4)燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机．常见的内燃机有汽油机和柴油机，【典例1】下列装置中，能把内能转化为机械能的是（ ） A．热机B．发电机C．电动机D．电吹风机【练习1】 常见汽车的动力机械是内燃机．从能量转化的角度来看，内燃机是把内能转化为 能的机器．机械知识点2.汽油机（1）汽油机：是利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机．（2）构造：由进气门、火花塞、排气门、气缸、活塞、连杆、曲轴等构成．如下图所示．(3)工作过程：多数汽油机的工作循环过程是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其工作过程如下表.注意：(1)每个工作循环飞轮转两圈，完成一个做功冲程。(2)在一个工作循环中，只有做功冲程中燃气对外做功，其他三个辅助冲程不但不做功，还要消耗机械能。(3)做功冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为做功冲程做功提供基础。(4)依靠飞轮的惯性（飞轮贮存的动能）完成吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。【典例2】（2014?南昌）现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是（ ）【典例3】（2014?潍坊）汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（ ）A．甲冲程是把机械能转化为内能B．乙冲程是把内能转化为机械能C．丙冲程是把机械能转化为内能D．丁冲程是把内能转化为机械能【练习2】单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如下图所示．下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是( ) A．丙、丁、乙、甲B．乙、丁、甲、丙C．乙、甲、丁、丙D．甲、乙、丙、丁B【练习3】（2015?郑州一模）汽车给我们的生活带来很多便利，现代汽车多数采用汽油机作为发动机．如图所示是四冲程汽油机工作的 冲程示意图，该冲程是把汽油燃烧后产生的 能转化为 能的过程．做功内机械知识点3. 热机效率、热机与环境1.热机效率（1）热机效率： 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率.用公式可表示为 ，汽油机的效率一般为20％～30％，柴油机的效率可达45％.（2）热机能量的损失：①燃料很难完全燃烧，燃料的化学能没有全部释放出来，有一部分损失掉了；②排放出去的尾气温度很高，带走相当多的能量；③由于热传递，机械要向外传热，又损失一部分能量；④机械在传动过程中存在摩擦，要克服摩擦做功，又消耗一部分能量；⑤剩余的才是转变成对外做功的那部分能量． （3）提高热机效率的主要途径；①使燃料充分燃烧．②尽量减少各种热量损失．③在热机的设计和制造上，采用先进的技术．④使用时，注意保养，保