内燃机 课件沪科版物理九年级全一册.pptx

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1、第十三章 内能与热机 第三节 内燃机学习目标1.知道热机、内燃机的概念，知道内燃机是热机的一种，体会现代交通工具对人们生活的巨大影响。2.通过模型或挂图了解四冲程汽油机和柴油机的构造。3.能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。玩具熊是如何获得机械能的呢？玩具熊是如何获得机械能的呢？新课导入新课导入烧水的时候，水沸腾后烧水的时候，水沸腾后壶盖会上下跳动壶盖会上下跳动新课讲解【实验目的】探讨不同能量间的形式转化【猜想与假设】水沸腾后，木塞会被冲起来【实验器材】酒精灯、试管、木塞等【实验步骤】1.放置好实验器材 2.将试管中的水烧至沸腾，然后观察木塞的变化一、实验探究新课讲解特别提醒：

2、特别提醒：分析分析本实验注意以下三点：本实验注意以下三点：1.实验中的能量转化过程：实验中的能量转化过程：(1)酒精燃烧：化学能转化酒精燃烧：化学能转化为内能为内能；(2)冲冲开开塞塞子子：内内能能转转化化为为机机械械能能。水水蒸蒸气气对对塞塞子子做做功功时时，塞子塞子机械能增加，而机械能增加，而水蒸气水蒸气本身的内能减少。本身的内能减少。2.实实验验中中的的能能量量转转移移过过程程：高高温温燃燃气气试试管管管管内内的的水水和水蒸气和水蒸气。3.实验过程中的物态变化过程实验过程中的物态变化过程：汽化：汽化和液化。和液化。新课讲解如图是一个小蒸汽轮机。请你分析小蒸汽轮机的工作过程。（1）酒精灯内

3、的酒精通过燃烧把_能转化为_能；（2）烧瓶内的水是通过_的方式增加了内能，_（填物态变化名称）为水蒸气；（3）蒸汽推动风轮转动，自身的_能转化 为风轮的_能。化学化学内内热传递热传递汽化汽化内内机械机械【解析】【解析】通过燃烧，酒精的化学能转化为内能；内能通过热传递的方式转移给水；水吸热汽化成水蒸气，蒸汽推动风轮转动，使自身的内能转化为风轮的机械能。典例分析例思路导引：通过燃烧，酒精的化学能转化为内能。内能通过热传递的方式转移给水，水吸热汽化成水蒸气。蒸汽推动风轮转动，使自身的内能转化为风轮的机械能。理理解解热热机机工工作作原原理理中的能量转化中的能量转化新课讲解热机：热机：利用内能做功的机械

4、利用内能做功的机械热机的种类：热机的种类：水蒸气的内能产生动力水蒸气的内能产生动力蒸汽机蒸汽机二、热机二、热机新课讲解燃料的化学能转化燃烧气体的内能转化做功机械能这就是蒸汽机工作原理，利用内能做功。蒸汽机原理新课讲解热机的种类：热机的种类：燃料直接在汽缸内燃烧产生动力燃料直接在汽缸内燃烧产生动力内燃机内燃机汽油机汽油机柴油机柴油机新课讲解柴油机柴油机燃料为柴油的内燃机燃料为柴油的内燃机。汽油机汽油机燃料为汽油的内燃机燃料为汽油的内燃机新课讲解热机的种类：热机的种类：一种旋转式的蒸汽动一种旋转式的蒸汽动力装置力装置汽轮机汽轮机新课讲解热机的种类：热机的种类：喷管高速喷出气流直接产生反作用力的喷管

5、高速喷出气流直接产生反作用力的发动机发动机喷气式发动机喷气式发动机新课讲解新课讲解共同特点：燃料的化学能工作物质的内能工作机器的机械能燃烧做功新课讲解 1.热机工作时能量的转化过程：2.内能的两种应用 利用内能加热：内能可以直接用来加热物体，物 体获得内能后，温度会升高，其实质是能量的转 移过程，如烧水等。利用内能做功：使内能转化为我们需要的机械能，其实质是能量的转化过程，如小汽车等用燃料燃 烧释放的内能来推动机械对外做功。燃烧做功燃料的化学能燃料的化学能内能内能机械能机械能汽油在汽缸内燃烧汽油在汽缸内燃烧产生高温高压燃气产生高温高压燃气推动活塞做功推动活塞做功带动曲轴转动带动曲轴转动一个冲程

6、：一个冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程三、汽油机新课讲解汽油机的工作过程新课讲解吸气冲程吸气冲程进气门打开进气门打开排气门关闭排气门关闭活塞向下运动活塞向下运动汽油和空气的混合物进入汽缸汽油和空气的混合物进入汽缸新课讲解汽油机工作分解图压缩冲程压缩冲程进气门进气门排气门关闭排气门关闭活塞向上运动活塞向上运动汽缸内的燃料混合物被压缩汽缸内的燃料混合物被压缩机械能机械能内能内能新课讲解做功冲程做功冲程进气门进气门排气门关闭排气门关闭活塞向下运动活塞向下运动对外做功对外做功内能内能机械能机械能新课讲解排气冲程排气冲程进气门关闭进气门关闭排气门打开排气门打开活

7、塞向上运动活塞向上运动把废气排出汽缸把废气排出汽缸新课讲解1.汽油机四个冲程中，只有汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠其余三个冲程依靠飞轮的惯性飞轮的惯性完成完成2.汽油机汽油机1个工作循环有个工作循环有4个冲程，个冲程，活塞上下往复活塞上下往复2次，曲轴转动次，曲轴转动2周，周，对外做功对外做功1次次汽油机工作一个循环汽油机工作一个循环某单缸四冲程汽油机的飞轮转速1800r/min，则它10秒钟完成 个冲程，对外做功 次600150例新课讲解新课讲解冲程名称进气门排气门活塞的运动冲程的作用能的转化吸气冲程开闭向下吸

8、入燃料和空气的混合物压缩冲程闭闭向上压缩燃料和空气的混合物，使其内能增大，温度升高机械能转化为内能做功冲程闭闭向下火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动内能转化为机械能排气冲程闭开向上排出废气(2020东东营营)如如图图是是四四冲冲程程汽汽油油机机工工作作循循环环中中的的一一个个冲冲程程，下下列列关关于该冲程及其能量转化判断正确的于该冲程及其能量转化判断正确的是是()A做功冲程，将机械能转化为内能做功冲程，将机械能转化为内能B做功冲程，将内能转化为机械能做功冲程，将内能转化为机械能C压缩冲程，将机械能转化为内能压缩冲程，将机械能转化为内能D压缩冲程，

9、将内能转化为机械能压缩冲程，将内能转化为机械能【解析解析】由图可知，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，由图可知，内燃机的两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，所以是做功冲程，该冲程是燃料燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，是内能转化成机械能，故是内能转化成机械能，故B正确，正确，A、C、D错误。错误。B B例新课讲解喷油嘴喷油嘴柴油机剖面图柴油机气缸四、柴油机新课讲解柴油机柴油机吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程柴油机的工作过程：柴油机的工作过程：1个工作循环，曲轴转动个工作循

10、环，曲轴转动2周，对外做功周，对外做功1次次柴油机通过压损空气直接点燃柴油柴油机通过压损空气直接点燃柴油喷油嘴喷油嘴只有空气只有空气点燃方式：点燃方式：压燃式点火压燃式点火炒有机对空气的压缩程度比炒有机对空气的压缩程度比汽油机更高汽油机更高气体的压强大于汽油机气体的压强大于汽油机输出更大的功率输出更大的功率新课讲解新课讲解新课讲解空气吸气冲程 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。柴油机工作分解图新课讲解压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。新课讲解做功冲程 在压缩冲程末

11、，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。新课讲解燃烧后的废气排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。柴油机和汽油机的区别与联系柴油机和汽油机的区别与联系相同点：相同点：相同点：相同点：1.每个工作循环都由吸气吸气、压缩压缩、做功做功、排气排气四个冲程组成。2.四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性飞轮的惯性完成。3.一个工作循环中,活塞往复两两次，曲轴转动两两周，飞轮转动两两周，做功一一次。新课讲解新课讲解利用对比法分析柴油机和汽油机的不同点：机种项目汽油机柴油机构造汽缸顶部有火花塞汽

12、缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油工作过程吸气冲程吸进汽油和空气的混合物吸进空气压缩冲程燃料被压缩后，压强达615 atm，温度达250300 空气被压缩后，压强达3545 atm，温度500700 做功冲程火花塞点火，燃料燃烧，即点燃式喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温燃烧，即压燃式(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用柴油比较便宜，但柴油机比较笨重笨重，主要用在载重汽车载重汽车、拖拉机拖拉机、坦克坦克上汽油机比较轻巧轻巧，常用在汽车汽车、飞机飞机和小型农业机械小型农业机械上五.汽油机和柴油机的应用新课讲解本课总结热机热机课堂总结1.2021河南郑州一中月考河南郑州一中月考

13、如图所示是小普同学跟爷爷学习气功的四个基本动作.由此他联想到热机的四个冲程,以下与做功冲程最相似的是()A.鼻孔吸气B.气沉丹田C.排山倒海D.打完收功【解题思路】鼻孔吸气类似于吸气冲程,气沉丹田类似于压缩冲程,排山倒海类似于做功冲程,打完收功类似于排气冲程.故C符合题意.课程练习C2.(2021浙江省宁波市浙江省宁波市中考中考)在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（）A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程【解析】解：当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒

14、内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，而汽油机的做功冲程对外做功，因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。故选：C。燃料燃烧，将化学能转化为内能，气体膨胀对软木塞做功；在汽油机的做功冲程中，气体对外做功。课程练习C3.(2021四川省自贡市四川省自贡市中考中考)关于四冲程内燃机，下列说法正确的是()A.汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同B.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的C.燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能A、柴油机和汽油机都属于内燃机，工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的

15、是空气，故A错误；B、汽油机是通过火花塞点火的，而柴油机是通过压燃式点火的，故B错误；C、燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值保持不变，故C错误；D、压缩冲程中，活塞压缩气体，对气体做功，气体的内能变大，故D正确。故选：D。课程练习D4.(2021山东省枣庄市山东省枣庄市中考中考)如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于_冲程，该冲程将机械能转化为_能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功_次。【解析】解：从图中可以看出，两个气门关闭，活塞上行，是压缩冲程，此冲程中，机械能转化为内能；飞轮的转速是60r/s，因为飞轮转动一圈完成两个冲程，所以1s可以完成260=120个冲

16、程，完成四个冲程，对外做功一次，所以1s可以做功30次。故答案为：压缩；内；30。课程练习压缩内305.(2020温温州州中中考考)英英国国物物理理学学家家斯斯特特林林于于1816年年发发明明了了“斯斯特特林林发发动动机机”。斯斯特特林林发发动动机机汽汽缸缸内内工工作作介介质质易易汽汽化化、易易液液化化，该该介介质质经经过过吸吸热热膨膨胀胀、冷冷却却压压缩缩的的循循环环过过程程输输出出动动力力，因因此此又又被被称称为为热热气气机机。某某工工程程师师按按照照“斯斯特特林林发发动动机机”原原理理设设计计了了如如图图甲甲所所示示的的模模型型机机，工工作作过过程程中中飞飞轮轮持持续续旋旋转转，如如图图乙乙所所示示。请请结结合合所所学学知识解释飞轮能持续转动的工作原理。知识解释飞轮能持续转动的工作原理。解解：根根据据图图示示可可知知，酒酒精精灯灯加加热热将将化化学学能能转转化化为为内内能能，热热汽汽缸缸中中的的工工作作介介质质吸吸热热汽汽化化膨膨胀胀，推推动动活活塞塞A向向右右运运动动做做功功，将将内内能能转转化化为为机机械械能能；由由于于飞飞轮轮具具有有惯惯性性，带带动动活活塞塞A向向左左运运动动，活活塞塞A将将热热汽汽缸缸中中的的工工作作介介质质推推入入冷冷汽汽缸缸并并液液化化，活活塞塞B又将介质推回热汽缸。如此反复。又将介质推回热汽缸。如此反复。