第2章--改变世界的热机(学生版).doc

第二章改变世界的热机

第1节热机

一、利用内能来做功

1、改变物体内能的方式有哪两种？各举一个生活应用的实例。

2、实验探究热机的原理

如下图，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个纸做的小叶轮。加热试管使水沸腾，细心观察你会发现，在此过程中是燃料的能转化为叶轮的能。

3、热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。

二、蒸汽机和形形色色的热机

4、如下图为蒸汽机工作的原理图，蒸汽机的工作原理是：燃料燃烧将燃料的能转化为蒸汽的能，然后对活塞做功，将能转化为能。

练习题：

如下图，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，在该实验中，酒精燃烧将能转化为能，并通过热传递把能量转移给水，水沸腾后水蒸气冲开软木塞时，能转化为塞子的能。

第2节内燃机

如下图汽车奔驰、火车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、翱翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近内燃机，了解它们的工作原理吧！

一、什么是内燃机

1、陈明同学在家庭实验室中做了如下图的实验，在透明塑料盒的盖子上，开了一个小圆孔，然后将电子打火器伸进圆孔并套紧，如下图。向塑料盒里滴入2滴酒精。稍过几秒钟，待酒精汽化后，手握电子点火器，使塑料盒指向空旷的地方，按动电子点火器，产生电火花，盒盖被弹到很远的地方；重新向塑料盒里装入等量的2滴汽油，经过同样的过程，盒盖被弹到更远的地方。

〔1〕塑料盒盖弹出很远的原因是：对做功，能转化为能。

〔2〕你认为与此装置原理最为接近的是〔选填“蒸汽机”或“内燃机”〕。

2.内燃机的认识

内燃机eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(〔1〕定义：内燃机是燃料在汽缸内燃烧，从而对外做功的机械。,〔2〕活塞式内燃机包括：汽油机和柴油机。,〔3〕工作原理：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。))

汽油机

认识汽油机：

汽油机一个工作循环含有个冲程，次能量转换：

吸气冲程：进气门翻开，排气门关闭。活塞由端向端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。

压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。

能转化为能。

做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向运动，并通过连杆带动曲轴转动。

能转化为能。

排气冲程：进气门关闭，排气门翻开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

柴油机没有火花塞，靠压缩空气到达柴油燃点点燃。

例题：

汽车的创造改变了人们的生活方式，事实上人们在很早就在探索着更好的代步工具，法国人于1769年制造了世界上第一台蒸汽车，如下图是蒸汽车的原理。答复以下问题：

〔1〕原理图中涉及哪几种形式的能量？

〔2〕使汽车向前运动的力是怎样产生的？哪几个力是施力物体？

练习题：

1、〔中考·广东〕在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是________冲程。如题图所示汽油机正在进行的是________冲程。汽油的热值为4.6×107J/kg，那么完全燃烧100g汽油放出的热量为__________________J。

2、〔2014·巴中〕一柴油机飞轮的转速是3000r/min，它1秒钟对外做功________次，它完成吸气冲程时，吸入汽缸里的物质是________。

热机效率

一、热机效率

1、上一节课我们学习了热机，我们知道热机也是利用燃料燃烧时产生的内能来做功的，那么热机燃烧汽油或柴油时释放的能量是否被充分利用来做功了呢？

2、如下图是内燃机的能量流向图，那么热机工作过程中，存在哪些方面能量的损失？

3、认识热机效率

热机效率

与之比，叫做热机的效率

公式

η＝eq\f(W有用,Q)×100%

物理意义

反映热机对能量利用率的上下

思考：热机的效率能到达100%吗？

二、改变世界的热机

4、以热机为动力的各种交通工具把整个世界连在一起，热机从根本上改变了世界。极大提高了生产力，使人类文明得到前所未有的进步，但在利用热机时，也会给环境造成一定的影响，结合所学的知识，谈谈热机利用时对环境有哪些危害？如何保护环境？

练习题：

1、〔2014·曲靖改编〕关于热机，以下说法中正确的选项是〔〕

A．效率越高的热机功率也越大

B．汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式也相同

C．汽油机工作时汽油在汽缸里燃烧，把化学能转化为内能

D．使用热值高的燃料可提高热机的效率

2、〔2014·遂宁〕以下有关热机的说法中不正确的选项是〔〕

A．热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程

B．为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特性

C．可