热机与社会发展PPT课件

0．2 m3 天然气完全燃烧释放的能量即总能量 Q 总＝qV＝4.5× 107 J/m3×0.2 m3＝9×106 J。所以发动机的效率为 η＝QW总×100% ＝29.8××110066JJ×100%≈31%。
课堂小结
热机与社会发展
内能转化 为机械能
热机
构造 四个冲程
分类
课堂小结
热机与社会发展
知3－讲
感悟新知
汽油机和柴油机的区别
知3－讲
感悟新知
知3－练
1. 关于热机，下列说法正确的是（ D ） A. 汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 B. 柴油机在吸气过程中，将柴油和空气的混合物吸 入气缸中 C. 汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开 D. 压缩冲程中，汽油机和柴油机压缩的物质不相同
（2） 烧瓶内的水是通过___热__传__递___的方式增加了内能， ___汽__化____（填物态变化名称）为水蒸气。
（3） 蒸汽推动风轮转动，自身的____内_____能转化为轮子 的___机__械____能。
感悟新知
知1－练
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， 水蒸气推动风轮转动，使水蒸气的内能转化为轮 子的机械能。 理解热机工作原 理中的能量转化
感悟新知
（2）汽油机工作 的四个冲程 冲程：活塞 从气缸的一 端移动到另 一端叫一个 冲程。
知2－讲
感悟新知
活学巧记
知2－讲
结合汽油机各构造在能量转化过程中的作用，理
解掌握各构造。
感悟新知
巧学妙记 巧判四冲程： 进开排关塞下吸， 进关排关塞上压， 双关塞下为做功， 进关排开塞上排。
知2－讲
感悟新知
识别并比较做功冲程和压缩冲程： 一是看活塞的运动方向， 二是看火花塞是否产生电火花。
6．每人1瓶水，还差多少瓶水？ 42－30=12（瓶）
56 ＋ 30 86 50＋30＝80 80＋6＝86
答：一共吃了___8_6_只虫子。
56 － 30 26
50－30＝20 20＋6＝26
答：小青蛙比大青蛙少吃了__2_6__只虫子。
算一算，说一说。
54
61
36
70
2．用小棒摆一摆，算一算。
98
35
摆一摆略。
归纳总结：
计算两位数加、减整十数，先把两位数拆分成整十数和 一位数，再把整十数相加、减，最后和一位数相加。
（讲解源于《典中点》）
一共吃了多少只虫子？
易错辨析（选题源于《典中点》）
4．填表。
加数 加数
和
23 36 40 50
感悟新知
知识点 4 热机与环境
知4－讲
热机在工作时，将燃料的能量最终转化为机械能，如图6 所示：
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知4－讲
1. 热机效率：用来做有用功（对外做功）的能量与燃料完全 燃烧放出的能量之比，即η = W有用 。
W总
2. 提高热机效率的途径：尽量使燃料充分燃烧；保证良好润滑 减少摩擦；尽量降低散热。从而减少废气带走的热量，保护 环境，减轻温室效应。
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形象展示 流向图：用热机能量流向图把能量在热机内的转
化、转移过程体现出来。能够较好地展现能量的去向， 从而为提高热机的效率提供理论依据。
知4－讲
呵护环境 热机的效率与环境保护：目前热机的效率还很低，如果热
机效率提高，全球汽车每年大约节省几十万吨汽油。同时提高 热机效率，就可以减少向大气排放有毒、有害气体。
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知3－练
（3） 若该汽油机转速为1 800 r/min，则它每秒钟完成 ___6_0__个冲程。用水循环带走汽油机产生的热量， 这是利用了水的__比__热__容__大__的特性。
（4）请将图乙中四冲程汽油机的工作冲程按顺序排列 _A__C_D_B_（用字母表示）。
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知3－练
思路导引：（1）不断弯折铁丝，铁丝的温度升高，机械能转化为内 能，相当于汽油机的压缩冲程。（2）将内能转化为机械能的冲程是 做功冲程，该冲程中两个气门都关闭，并且活塞向下运动，如图乙中 D 图，做功冲程是气体对外做功，气体的内能减小、温度降低。（3） 汽油机在1 个工作循环中，完成4 个冲程，飞轮转2 转，60 个冲程， 对外做功15 次；用水循环带走汽油机产生的热量，这是利用了水的比 热容大的特性。（4）图乙A 中的进气门打开，活塞向下运动，是吸 气冲程；B 中的排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；C 中的两 气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程；D 中的两气门都关闭，活 塞向下运动，是做功冲程；正确的顺序是ACDB。
第十二章 内能与热机
12.4 热机与社会发展
学习目标
1 课时讲解 2 课时流程
热机的工作原理 汽油机 柴油机 热机与环境
逐点 导讲练
课堂 小结
作业 提升
课时导入
通过图1 的对比可以发现，科技的发展促进了社 会的进步。联合收割机、汽车、远洋巨轮都利用了热 机。下面首先让我们了解热机的工作原理。
感悟新知
辨别热机的冲程的方法 根据气门开、闭情况和活塞运动方向进行判断：
知3－讲
感悟新知
知3－讲
活塞运动方向可联想“尖”字进行巧记：尖字的上 半部分是“小”，下半部分是“大”，当连杆和曲轴 的形状如“小于号”时，表示活塞向上运动；当连杆 和曲轴的形状如“大于号”时，表示活塞向下运动。
感悟新知ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
巧学妙记 吸压做排四冲程， 一个循环一次功； 曲轴刚好转两圈， 活塞往复两次行。
知2－讲
构造 气缸 活塞 连杆、曲轴
作用
汽油燃烧的场所：汽油在气缸内活塞上部燃烧，产生高温、高 压燃气 能量传输装置：被高温、高压燃气推动，把内能转化为机械能 改变运动的方向：把活塞的上下运动改变为曲轴的圆周运动
进气门
排气门 火花塞
控制外界气体的进入：汽油和空气形成的燃料混合气，从进气 门进入气缸
控制废气的排出：燃料燃烧后的废气，从排气门离开气缸 点火装置：产生电火花使燃料混合气猛烈燃烧
2 课时流程
探索 新知
课堂 小结
当堂 检测
课后 作业
(2)
30 15
45－ ＝ 10 5
先算：40 －30 ＝
10 15
2．30＋25＝ 55 78－40＝38 68＋20＝88 67－50＝ 17
10＋48＝ 5981－50＝ 4410＋27＝ 6574－20＝ 34
77
57
76
38
37＋40＝ 87－30＝ 26＋50＝ 98－60＝
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知4－练
思路导引：热机的效率越高，做有用功与燃料完全燃烧放出的 热量的比值越大，即在做功相同的情况下，消耗的燃料较少，或消 耗相同的燃料，做功较多，A 错误；一般情况下柴油机的效率比汽 油机的高，柴油机多用在重型机器上，B 正确；热机的效率是有用 功与燃料完全燃烧放出的热量的比值，热机的效率越高说明有用功 与总功的比值越大；功率表示做功的快慢，功率越高说明做功越快， 效率和功率是两个不同的物理量，二者之间没有必然联系，C 错误； 根据内燃机的能量流向，热机损失的能量中，废气带走的能量较多， D 错误。
压缩冲程
做功冲程
汽油机
吸入汽油和空气 压缩程度小 火花塞点燃
柴油机
吸入空气 压缩程度大 喷出柴油、遇高温空气点燃
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知3－练
例2 [原创]（1）如图8 甲实验中不断弯折铁丝，铁丝温度升高， 其能量转化方式与汽油机___压__缩___冲程相同。 （2） 图乙中 ____D____（填字母）是将内能转化为机械能 的冲程。做功冲程中汽油燃烧产生高温高压的气体推 动活塞向下运动，气缸内气体的内能 __减__小____（填 “增加”或“减小”）。
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知识点 3 柴油机
知3－讲
柴油机是利用柴油在气缸内燃烧而把内能转化为机械能的
内燃机。
1. 柴油机的构造： 如图5 所示， 柴油机气缸的顶
部由喷油嘴替代了火花塞，其他结构与汽油机
基本相同：A _进__气__门_、B_排__气__门_ 、C_气__缸___ 、 D _活__塞__、E _连__杆__、F_曲__轴__ 。
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知识点 2 汽油机
知2－讲
像图2 中丙图一样，燃料直接在气缸内燃烧产生动力
的热机叫做内燃机，汽油机和柴油机都属于内燃机。
1. 汽油机： 用汽油做燃料， 使汽油在气缸内燃烧， 从而
将内能转化为机械
能的一种热机。
感悟新知
2. 汽油机的工作过程 （1）汽油机构造（如图3）及作用：
知2－讲
感悟新知
小青蛙比大青蛙少吃了多少只虫子？
你能提出哪些数学问题？
3．看一看，填一填。
40
28
31
55
64
71
28
26
5．跳走了多少只青蛙？ 38 － 5 33
1．夯实基础（教材P54练一练）
(1)20＋32＝52(条)
(2)32－20＝12(条)
4．
55
86
18
24
96
65
6
78
作业 请完成《典中点》的“应用提升练”和“思 维拓展练”习题，具体内容见习题课件。
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影响热机效率的因素
知4－讲
感悟新知
知4－讲
(1)一般情况下柴油机的效率比汽油机的高，是因为 柴油机的压缩冲程中压缩程度更大。
(2)功率是描述热机做功快慢的物理量，效率是表示 机器有效利用能量占总能量的百分数。
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热机效率的计算
知4－讲
感悟新知
知4－练
例 3 [中考·枣庄] 关于热机的效率，下列说法正确的是（ B ） A. 在做功同样多的情况下，热机的效率越高消耗的燃料越多 B. 一般情况下柴油机的效率比汽油机的高 C. 热机的效率越高说明做功越快 D. 热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机 械摩擦损失的多
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2. 柴油机的工作过程
知3－讲
做功冲程：喷油嘴喷出柴油，被超过柴油燃点的高温高压的空气点
燃。据此，我们推导：
（1） 吸气冲程： 进气门打开、排气门关闭， 活塞向下运动， 吸入 __空__气____；
（2） 压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭，活塞向上运动，压缩空 气程度比汽油机___大_____ 、升温较高，达到柴油的燃点。
课时导入
态度与责任 通过对比我们可以明显地感受到科技发展
给生产、生活带来的进步。科学技术是第一生 产力，我们要更加努力学习、造福人类。
感悟新知
火箭的发动机也属于热机
知识点 1 热机的工作原理
知1－讲
如图2 甲，酒精燃烧时释放的热量使水升温；酒精的化 学能通过燃烧转化为水的内能。如图乙，水蒸气膨胀使 塞子冲出去，对塞子做功。水蒸气的内能转化为塞子的 机械能。
（3） 做功冲程：进气门关闭、排气门关闭，喷油嘴喷出雾状 ____柴____油，被高温的空气点燃，产生高温高压气体推动活塞
向下运动。
（4）排气冲程：与汽油机相同。
感悟新知
对比记忆 柴油机和汽油机构造的区别： 汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。 柴油机和汽油机不同的三个冲程：
知3－讲
区别
两种热机
吸气冲程
感悟新知
知4－练
1. 合肥市很多出租车使用天然气代替柴油或汽油，某段 时间一辆出租车消耗0.2 m3 天然气，如果得到的机械 能为2.8×106 J，则该出租车发动机的效率为多少？ （天然气的热值为4.5×107 J/m3）
感悟新知
知4－练
解：出租车得到的机械能就是做有用功的能量 W＝2.8×106 J，
难点突破
知2－讲
●热机启动的动力：先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，然
后带动活塞运动。完成吸气、压缩冲程，直至燃料燃烧，
进入做功冲程。
●活塞向上运动的动力：
如图4，在做功冲程，气体迅速膨胀，
推动活塞向下运动，并通过连杆推动
曲轴旋转，从而带动飞轮旋转。由于
惯性，飞轮会反过来带动曲轴旋转，
实现活塞的上下移动。
63 86
59 30 20 27
79 57
辨析：求和用加法，求加数用和减另一个加数。
小试牛刀（源于《典中点》） 1．想一想，填一填。
32＋40＝ 72 先算：30 ＋40 ＝ 70 再算：2 ＋ ＝70 72
3．看一看，填一填。 22 30 52
89 30 59
1 课堂探究点
两位数加、减整十数
感悟新知
知1－讲
甲、乙展示了热机的工作原理。丙图是一个热机模 型，工作过程如下：汽油在气缸内燃烧，气缸内气 体膨胀，推动活塞向下运动，对活塞做功。
感悟新知
图说原理 热机工作原理：
知1－讲
感悟新知
知1－练
例 1 如图7 是一个小蒸汽轮机。请你分析小蒸汽轮 机的工作过程。
感悟新知
知1－练
（1） 酒精灯内的酒精通过燃烧把__化__学__能转化为 ____内____能。