10.4熱機第十章機械能、內能及其轉化逐點導講練課堂小結作業提升學習目標課時講解1課時流程2熱機及其工作原理汽油機的結構和工作過程柴油機的結構和工作過程課時導入汽車如何獲得機械能？知1－導感悟新知知識點熱機1點擊畫面播放感悟新知1.?實驗探究——熱機的工作原理(1)實驗現象：如圖1甲，在試管內裝些水，用塞子塞住管口，給試管加熱。加熱一段時間后，出現圖1乙的現象。知1－講感悟新知知1－講(2)現象分析：①現象一：塞子被沖開。原因：試管內水沸騰，內部氣壓不斷增大，增大到一定程度，將塞子沖開。②現象二：試管口出現“白霧”。原因：管內氣體膨脹對塞子做功，氣體內能減少，溫度降低，一部分水蒸氣液化形成白霧。(3)實驗結論：本實驗雖然簡單，但展示了熱機的基本原理。感悟新知知1－講2.?熱機?利用內能做功的機械。能量轉化：燃料的化學能—燃燒→內能—做功→機械能。3.?常見的熱機?蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等。4.?內燃機?燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機。常見的內燃機：汽油機、柴油機。汽油機是以汽油為燃料的內燃機；柴油機是以柴油為燃料的內燃機。感悟新知知1－講實驗詳解：1.實驗中的能量轉化過程：(1)酒精燃燒：化學能轉化為內能；(2)沖開塞子：內能轉化為機械能。水蒸氣對塞子做功，塞子的機械能增加，水蒸氣的內能減少。2.實驗中的能量轉移過程：高溫燃氣→試管→管內的水和水蒸氣。3.物態變化：汽化和液化。感悟新知知1－講知識鏈接：內能的兩種應用：利用內能加熱：內能可以直接用來加熱物體，其實質是能量的轉移過程。利用內能做功：使內能轉化為機械能，其實質是能量的轉化過程。知1－練感悟新知[中考·百色]用酒精燈給試管內的水加熱至一定程度，發現塞在試管口的木塞被沖出，如圖。下列描述正確的是()A.試管中的水是靠做功的方式增加內能的B.水蒸氣對木塞做功，把機械能轉化為內能C.水蒸氣對木塞做功，與熱機的原理相同D.水蒸氣對木塞做功，水蒸氣內能增加例C知1－練感悟新知知識點撥：將由燃料燃燒產生的高溫高壓氣體的內能轉化為機械能的機器，統稱為熱機。熱機的工作原理是將內能轉化為機械能。知2－導感悟新知知識點汽油機2分為汽油機和柴油機兩大類使用汽油作為燃料的叫汽油機。使用柴油作為燃料的叫柴油機。內燃機的分類感悟新知知2－講主要結構?進氣門、排氣門、火花塞、汽缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等(如圖3)。感悟新知知2－講2.四沖程汽油機的工作過程沖程圖示氣門的開、

關情況活塞運

動方向沖程的作用能量的轉化吸氣沖程進氣門打

開，排氣

門關閉向下吸入汽油和空氣的混合物無能量的

轉化壓縮沖程進氣門關

閉，排氣

門關閉向上燃料混合物被壓縮，

內能增加，溫度升高，

壓強增大機械能轉化為內能感悟新知知2－講做功沖程進氣門關

閉，排氣

門關閉向下燃料燃燒產生的高溫、高壓燃氣推動活塞向下運動,通過連桿帶動曲軸對外做功燃料的化學能轉化為內能；內能轉化為機械能排氣沖程進氣門關

閉，排氣

門打開向上排出做功后的廢氣無能量的

轉化知2－講感悟新知知識鏈接：1.沖程：活塞在汽缸內往復運動時，從一端運動到另一端的過程，叫作一個沖程。2.四沖程汽油機一個工作循環包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。感悟新知知2－講3.?要點提示(1)四沖程內燃機的一個工作循環中，只有做功沖程是燃氣推動活塞做功，其他三個沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。

(2)識別汽油機工作所處的沖程，主要是區分吸氣沖程與排氣沖程，壓縮沖程與做功沖程。區分時通常采用對比法。知2－講感悟新知方法詳解：對比法識別沖程：區分吸氣沖程與排氣沖程，可以不看活塞的運動情況，只需看打開哪個氣門。識別做功沖程與壓縮沖程，在確定兩個氣門都關閉的前提下，則只需看活塞的運動情況。活塞向上運動為壓縮沖程，活塞向下運動為做功沖程。感悟新知知2－講4?.汽油機的相關數據工作循環

次數沖程

個數活塞往復次數曲軸轉動圈數飛輪轉動圈數對外做功次數142221感悟新知例知2－練[中考·天津]某汽油機的四個沖程如圖所示，在該汽油機的一個工作循環中，將內能轉化為機械能的是()C知2－練感悟新知特別提醒：1.注意左邊的氣門不一定是進氣門，右邊的氣門也不一定是排氣門。2.僅壓縮沖程和做功沖程中有能量轉化：壓縮沖程中機械能轉化為內能，而做功沖程中內能轉化為機械能。知3－導感悟新知知識點柴油機3噴油嘴柴油機的構造感悟新知知3－講主要結構和工作過程見下圖(1)主要構造：與汽油機大致相同,所不同的是汽缸頂部無火花塞而有噴油嘴，如圖4所示。

(2)工作過程：柴油機的一個工作循環也是由四個沖程組成的，曲軸和飛輪均轉兩周，對外做功一次，活塞往復兩次，除了做功沖程以外的其他三個沖程，也是靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成的。感悟新知知3－講2.利用對比法分析柴油機和汽油機的異同點比較項目汽油機柴油機不同點構造汽缸頂部是火花塞汽缸頂部是噴油嘴燃料汽油柴油吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合物只吸入空氣壓縮沖程壓縮程度小壓縮程度大做功沖程點燃式(火花塞產生電火花)壓燃式(柴油遇高溫空氣自燃)主要特點輕巧、效率低笨重、效率較高感悟新知知3－講不同點適用范圍小汽車等輕巧機械載重汽車、內燃機車、坦克、輪船等笨重機械相同點①都是內燃機,都在汽缸內燃燒燃料，生成高溫高壓燃氣,推動活塞做功

②都有四個沖程:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。一個工作循環：曲軸和飛輪轉兩周,對外做功一次

③壓縮沖程都是將機械能轉化為內能，做功沖程都是將內能轉化為機械能感悟新知知3－講相同點④汽油機的火花塞產生電火花、柴油機的噴油嘴噴出霧狀柴油，都是在壓縮沖程末

⑤啟動時都是靠外力先使飛輪和曲軸轉動起來，工作中都是依靠飛輪的慣性完成除了做功沖程以外的輔助沖程

⑥排氣沖程都是把廢氣排出汽缸感悟新知知3－講延伸拓展：兩種內燃機的優缺點：1.柴油機優點：效率高，功率較大，柴油機沒有點火系統,故障較少，保養容易等。缺點：轉速較汽油機低，質量大，制造和維修費用高，噪聲大，啟動困難等。感悟新知知3－講2.汽油機優點:汽油機轉速高，適應性好，工作平穩、柔和，操作方便省力，質量輕，噪聲小，造價低，容易啟動等。缺點:燃料消耗率較高，經濟性較差，排氣凈化指標低。感悟新知知3－講3.應用柴油機比汽油機笨重，但柴油機的效率高，功率較大，并且柴油的價格通常又比汽油便宜，因而多用在拖拉機、坦克、輪船、內燃機車、載重汽車及小型發電機上。感悟新知知3－練例下列關于汽油機和柴油機的主要區別，說法正確的是()A.構造上，汽油機汽缸頂部有噴油嘴，柴油機汽缸頂部有火花塞B.吸氣沖程中，柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入汽缸的是空氣感悟新知知3－練C.在壓縮沖程末，柴油機的點火方式是點燃式，汽油機的點火方式是壓燃式D.在做功沖程中，柴油機的燃氣溫度和壓強比汽油機里的高答案：D感悟新知綜合應用例[中考·廣東]如圖5是汽油機的吸氣沖程，它將____________________吸入汽缸，在汽油機啟動后吸氣沖程依靠飛輪的__________來完成；若該汽油機飛輪的轉速為1800r/min，那么該內燃機1s對外做功________次，完成________個沖程。汽油和空氣混合物慣性1560感悟新知綜合應用解題秘訣：四沖程內燃機的工作過程，可用數字口訣：“1--4--2--2--1”來記憶，即：1個工作循環----有4個沖程----活塞往復運動2次-----曲軸中(飛輪)