第1節(jié)熱機(jī)導(dǎo)學(xué)案

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.了解熱機(jī)的定義，了解內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一利】，知道熱機(jī)的種類。

2.知道汽油機(jī)的工作原理及過程c知道熱機(jī)中能量的轉(zhuǎn)化。

3.學(xué)會(huì)分析汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造及工作過程的異同。

自主探究

1.各種利用做功的機(jī)械叫做熱機(jī)，燃料直接在內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)叫內(nèi)燃機(jī)。

2.活塞在汽缸內(nèi)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程叫做一個(gè)沖程。

3.多數(shù)內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)沖程：沖程、沖程、沖程、沖程。

4.在四沖程內(nèi)燃機(jī)中，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠S輪的來完成的，而沖程是內(nèi)燃機(jī)中唯

一對(duì)外做功的沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為。另外壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為。

合作探究

一、熱機(jī)

活動(dòng)體驗(yàn)：在試管內(nèi)裝少許水，用一層紅色塑料薄紙裹著的棉花塞塞在試管中上部，利用點(diǎn)燃的酒精

燈對(duì)封閉試管中的水加熱?段時(shí)間，當(dāng)水沸騰時(shí)，水蒸氣會(huì)慢慢推動(dòng)塞子向試管口運(yùn)動(dòng)。

提出問題：塞子被頂向試管口，推動(dòng)塞子的能量來自哪里？

答案點(diǎn)撥：酒精燃燒的化學(xué)能一水和水蒸氣的內(nèi)能一塞子的機(jī)械能。

思芍討論：生活中有哪些內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的實(shí)例呢？答案點(diǎn)拔：用水壺?zé)序v后壺蓋會(huì)被頂起來;

裝有半瓶水的熱水瓶，瓶塞有時(shí)會(huì)“跳”出來等。

自主學(xué)習(xí)：閱讀課本P1“熱機(jī)”的內(nèi)容，學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)。

1.熱機(jī)的種類很多，有蒸汽機(jī)、、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。

2.內(nèi)燃機(jī)分為和兩大類，它們分別用和作為燃料。

二、汽汕機(jī)

活動(dòng)體驗(yàn)：轉(zhuǎn)動(dòng)汽油機(jī)的手柄，觀察活塞在汽缸內(nèi)的運(yùn)動(dòng)情況。

吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸?端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程，叫做?個(gè)沖程。仔細(xì)觀察汽油機(jī)四個(gè)沖程的

工作過程，并完成卜表。

次序1234

沖程名稱吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

n由女

工作

示意圖置

氣門

開閉

活塞運(yùn)

動(dòng)方向

火花塞

\

\

相同原理十

的實(shí)驗(yàn)

1—/---------------J

能的轉(zhuǎn)化

提出問題:

(1)在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化？

(2)哪個(gè)沖程使機(jī)械獲得動(dòng)力？其他幾個(gè)沖程中活塞的運(yùn)動(dòng)是靠什么來完成的？

(3)哪個(gè)沖程排出了廢氣？

答案點(diǎn)撥：

(1)壓縮沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

(2)做功沖程使機(jī)械獲得動(dòng)力，其他沖程靠飛輪的慣性完成。

(3)排氣沖程排出廢氣。

三、柴油機(jī)

活動(dòng)體驗(yàn)：把汽油機(jī)模型和柒油機(jī)模型的構(gòu)造進(jìn)行比照，會(huì)發(fā)現(xiàn)汽油機(jī)汽缸頂部有火花塞，而柴油機(jī)

汽缸頂部有噴油嘴。動(dòng)手操作柴油機(jī)模型，完成以下問題。

(1)你能描述柴油機(jī)的工作過程嗎？

(2)請(qǐng)分析柴油機(jī)和汽油機(jī)的區(qū)別，完成下表。

比擬柴油機(jī)汽油機(jī)

—.汽rg.花甯

進(jìn)氣門指氣門

通.n一個(gè)士f一氣缸

活塞

連杼—M

構(gòu)造

燃料柴油汽油

吸氣沖程只吸入空氣吸入汽油和空氣的混合物

一個(gè)工壓縮沖程壓縮程度較大壓縮程度較小

機(jī)械能一內(nèi)能機(jī)械能f內(nèi)能

作循環(huán)做功沖程壓燃式（柴油遇到高溫高壓的熱空氣而燃燒）點(diǎn)燃式（火花塞點(diǎn)火）（內(nèi)能

一機(jī)械能）

排氣沖程排出廢氣排出廢氣

主要特點(diǎn)笨重、效率高輕巧、但效率低

效率30%-45%20%-30%

適用范圍載重汽車、火車等小汽車等

答案點(diǎn)撥：

（1）柴油機(jī)的工作過程也分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程。在吸氣沖程吸進(jìn)汽缸里的只有空

氣，在壓縮沖程中，活塞把空氣的體積壓縮得非常小，使得空氣的溫度很高。

壓縮沖程結(jié)束時(shí)，汽缸內(nèi)空氣的溫度已經(jīng)超過了柴油的燃點(diǎn)，此時(shí)從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空

氣便立刻燃燒起來。在做功沖程中，燃燒放出的熱使得氣體的E強(qiáng)和溫度急劇升高，從而推動(dòng)活塞對(duì)■外做

功,在排氣沖程中，曲軸推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，把產(chǎn)生的廢氣排出汽缸。

自主學(xué)習(xí)：閱讀課本P19-P20。“柴油機(jī)”的內(nèi)容，學(xué)習(xí)有關(guān)的知識(shí)。

1.由于柴油機(jī)對(duì)空氣的壓縮程度比汽油機(jī)，因此在做功沖程中氣體的壓強(qiáng)汽油機(jī)中氣體的壓

強(qiáng)，因而可以輸出的功率。

2.由于柴油機(jī)工作的過程中壓強(qiáng)，要求各有關(guān)零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此柴油機(jī)比擬。

課堂檢測(cè)

一、單項(xiàng)選擇題

1.四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的沖程是（）

A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程1）.排氣沖程

2.關(guān)于熱機(jī)，以下說法正確的選項(xiàng)是0

A.吸氣沖程中，汽油機(jī)和柴油機(jī)吸入的都是空氣

B.做功沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

C.柴汕機(jī)有噴汕嘴而沒有火花塞

D.做功沖程是依靠匕輪的慣性完成的

3.如下圖是內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的一個(gè)沖程，它是0

A.壓縮沖程,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

B.壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

C.做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能

D.做功沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

4.如圖是單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的匹個(gè)沖程的示意圖，以下四組關(guān)于這種內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程的

順序排列正確的選項(xiàng)是0

A.丙、丁、乙、甲B.乙、丁、甲、為

C.乙、甲、丁、丙D.甲、乙、丙、丁

5.如下圖的實(shí)驗(yàn)或機(jī)器均改變了物體的內(nèi)能，其中與另外三個(gè)改變內(nèi)能方法不同的是（）

A.觀察水的沸騰B.空氣推動(dòng)塞子時(shí)，內(nèi)能減少

空氣被壓縮時(shí)內(nèi)能增大D.內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程

二、填空題

6.某汽油機(jī)工作過程有吸氣、玨縮、做功和排氣四個(gè)沖程。如圖為沖程工作示意圖，在這個(gè)過程中

能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。假設(shè)該汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是4800r/min,那么汽油機(jī)每秒鐘做功次。

7.如下圖，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團(tuán)枯燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃

燒，此過程中活塞對(duì)筒內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能_（選填“增加〃或“減少〃），這與四沖程汽油機(jī)

的沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。

8.內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，實(shí)現(xiàn)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是—沖程，

選擇水作為發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻液，是利用水的較大的特點(diǎn).

參考答案

1.B

【解析】在四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程中，壓縮沖程中活塞壓縮氣體對(duì)其做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.應(yīng)選

B.

2.C

【解析】A.吸氣沖程中，汽油機(jī)吸入的是空氣，而柴油機(jī)吸入的是柴油和空氣的混合物，故A錯(cuò)誤；

B.做功沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；

C.柴油機(jī)頂部有噴油嘴而沒有火花塞，故C正確；

I）.做功沖程以外的三個(gè)沖程是依靠飛輪的慣性完成的，故I）錯(cuò)誤。

選C。

3.C

【解析】圖中的氣門關(guān)閉，活塞下行，并且電火花打火，這是做功沖程的特點(diǎn)；在做功沖程中，能量轉(zhuǎn)化

關(guān)系是氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能由此可知ABD錯(cuò)誤，C正確;

4.C

【解析】甲圖中兩氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程；乙圖中進(jìn)氣門開啟，氣體流入汽缸，是吸氣

沖程；丙圖中排氣門開啟，氣體流出汽缸，是排氣沖程；丁圖中兩氣門都關(guān)閉，活塞