14.1 热机（教师版） 2023-2024学年九年级物理全一册同步学与练（人教版）.pdf

第十四章内能的利用

第1节热机

01学习目标

1.知道热机的概念，了解热机的工作原理。知道内能的应用在人类社会发展史上的重要作用。

2.了解汽油机的构造和工作过程。

3.了解柴油机的构造和工作过程。

02预习导学

一、热机：

1.内能的利用方式：热传递和做功；

（1）利用内能来加热：从能的角度看，这是内能的转移过程；

（2）利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转化为机械能。

2.热机是利用内能做功的机械：

热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等；

3.内燃机分为汽油机和柴油机两大类；

4.汽油机：

①汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，

推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动；

②活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到

另一端的过程，叫做一个冲程；

③多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作；

一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次（4冲程），对外做功1次。

二、汽油机的四个冲程：

1.吸气冲程：进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下运动。（同时吸入汽油与空气）

2.压缩冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；活塞向上运动；机械能转化为内能。

3.做功冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；火花塞点火；汽油燃烧放热膨胀，推动活塞向下运动，对外做功；内能

转化为机械能。(只有做功冲程对外做功)

4.排气冲程：进气阀门关闭，排气阀门打开；活塞向上运动；排出废气。

一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次（4冲程），对外做功1次。

三、柴油机、汽油机和柴油机的区别：

1.汽油机和柴油机剖面图：

（1）汽油机的构造（2）柴油机的构造

2.柴油机的工作原理：

（1）柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程；

（2）在吸气冲程里，吸进气缸的只有空气；

（3）在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高；

（4）在压缩冲程结束的时候，气缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油，遇到热空

气便立刻燃烧起来；

（5）柴油机工作过程中压强比较大，要求各有关零部件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重。

3.柴油机和汽油机的区别：

①汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴；

②汽油机吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物，柴油机吸气冲程只吸入空气；

③汽油机点火方式为点燃式，柴油机点火方式压燃式；

④汽油机的效率低，柴油机效率高；

⑤汽油机机体较轻，柴油机机体较重。

机种

汽油机柴油机

项目

构造气缸顶部有火花塞气缸顶部有喷油嘴

燃料汽油柴油

点燃方式点燃式压燃式

吸气

吸入汽油与空气的混合物只吸入空气

冲程

工压缩

作

燃料被压缩后，缸内压强较高空气被压缩后，缸内压强很高

过

程冲程

做功

压缩冲程末火花塞点火压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油

冲程

效率20%—30%30%—45%

轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、

用途