第十四章第一节《热机》学案【学习目标】1、通过演示实验了解可以利用内能来做功，了解内燃机是热机的一种。2、了解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。【重点难点】汽油机各冲程的工作状态和能量转化。【复习回忆】1、物体内部所有分子热运动的______能与分子______能的总和，叫做物体的内能。一切物体都有内能，内能的单位是_________，用字母______表示。2、物体分子的无规则运动剧烈程度与温度有关，温度越高，物体内分子运动速度越大，分子动能就越______，物体内能也就越______。例如：同一物体温度越高，内能越______。【自学指导】任务一：热机1.在图的实验中观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能怎样变化？思考：（1）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？________________。（2）当加热一段时间后，看到什么现象？________________。（3）木塞被顶开，是谁对它做了功？________________。（4）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？________________。（5）做功能改变物体的___________。（6）水蒸气膨胀对外做功时，__________减少、温度__________，从而使水蒸气遇冷__________成小水滴。（7）从能量转化角度看：活塞能被弹起，是因为气体的_______能转化为活塞的_______能。提示：上面的装置就是一个简单原始的热机。2.热机利用内能的过程：燃料的_________能通过燃烧的方式转化成_______能，又通过做功的方式把______能转化为_________能。热机应用历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有___________及___________等，大多数交通工具，都使用它们作动力。热机中的能量转换3.内燃机：燃料直接在发动机________燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做___________和___________。2、压缩冲程特点：活塞：向______运动。进气门：__________。排气门：__________。_____能转化为_____能。任务二：内燃机之汽油机3、做功冲程特点：活塞：向______运动。进气门：__________。排气门：__________。气体的_____能转化为活塞的__________能。1、吸气冲程特点：活塞：向______运动。进气门：__________。排气门：__________。54、排气冲程特点：活塞：向______运动。进气门：__________。排气门：__________。小结：一个工作循环有个冲程，飞轮转动周，对外做功次，活塞往复次，其他冲程靠飞轮的完成。任务三：内燃机之柴油机（对比汽油机学习）（1）柴油机是利用作燃料来工作的。（2）构造：（3）工作过程：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有______个冲程。包括：_______、________、_______、________四个冲程第一冲程：吸气冲程中吸入的是什么？汽缸中活塞由哪端向哪端运动？第二冲程：压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？压缩冲程末产生什么结果？柴油机是利用什么方式点火的？第三冲程：做功冲程为什么能做功？是什么能向什么能转化？第四冲程：排气冲程有什么作用？小结：一个工作循环有个冲程，飞轮转动周，对外做功次，活塞往复次，其他冲程靠飞轮的完成。【课堂导学】总结一：汽油机和柴油机工作过程，以一个工作循环为单位，一个工作循环由________、________、________、________四个冲程组成，每一个工作循环活塞往复运动______次，曲轴转动______周，对外做功______次，只有________冲程组成靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠飞轮________完成。二、汽油机和柴油机的主要区别：结构：汽油机的汽缸顶部是___________，柴油机的汽缸顶部是___________；点火方式：柴油机的是___________，汽油机是___________。【例1】单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮惯性来完成的是（ ）A.只有吸气和压缩两个冲程B.只有压缩和排气两个冲程C.只有排气和吸气两个冲程D.只有吸气、压缩和排气三个冲程分析：内燃机工作的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气四个冲程中仅有做功冲程中燃气膨胀，推动活塞对外做功，同时带动飞轮转动，其余三个冲程都需要外力驱使才能完成，即由飞轮的惯性完成。【例2】在下图中，表示内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为()A．甲、乙、丙、丁B．丁、丙、乙、甲C．甲、丙、乙、丁D．甲、丁、乙、丙5【例3】某单缸四冲程汽油机工作时，每秒钟内燃机对活塞做功25次，则此汽油机的转速为（ ）A.20r/min B.25r/min C.3000r/min D.6000r/min分析：四冲程的汽油机每一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，飞轮转动2转，完成四个冲程，做功一次，由此可知每秒钟飞轮转动2×25=50转，每分钟转动3000转。【课内巩固】（一）热机阅读内容回答下列问题：1．图1的实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。思考；（1）看到的现象（2）木塞被顶开，是对它做了功（3）水蒸气能够对木塞做功，说明水蒸气具有，它具有的是能（4）在加热过程中水蒸气能增加，在这个过程中，酒精的能转化为水蒸汽的能。2．热机是指把燃料燃烧时释放的_____能转变为________能的装置。热机应用从蒸汽机到内燃机，常见内燃机有______和______。3．汽油机：（1）汽油机是利用作燃料来工作的。（2）工作过程以一个工作循环为一个单元，一个循环有___个冲程。包括：_______、________、_______、________四个冲程。第一冲程：吸气冲程中活塞由___端向___端运动，进气门________，排气门________。第二冲程：压缩冲程，活塞压缩燃料混合物的过程中，___能转化为______能压缩冲程末产生什么结果是，汽油机的点火方式是第三冲程：做功冲程，高温高压的燃气膨涨做功，能转化为能。第四冲程：排气冲程的作用是：。小结：一个工作循环有个冲程，飞轮转动周，对外做功次，活塞往复次，其他冲程靠飞轮的惯性完成。5【课后达标测试】1.如图所示实验，试管口木塞冲出过程（）A.试管口出现的白雾是水蒸气B.试管口出现白雾说明水蒸气内能增加C.能量转化情况与内燃机压缩冲程相同D.水蒸气对木塞做功，水蒸气的内能减少2.热机利用内能的过程：燃料的_________能通过燃烧的方式转化成_______能，又通过做功的方式把能转化为____________能。3.常见汽油机工作时，一个工作循环有_________个冲程，包括；_________、_________、_________、_________。在一个工作循环中，活塞往复______次，曲轴转动______周，燃气做功_______次。4.汽油机和柴油机在压缩冲程中，___________能转化为___________能，在做功冲程中，___________能转化为___________能。5.在汽油机的四个冲程中，___________和___________冲程发生了能量的转化，___________冲程使汽车获得动力，___________冲程排出了汽车的尾气。6.汽油机工作的四个冲程中，___________冲程是燃气对活塞做功，此过程是将___________能转化为___________能。7.汽油机的一个工作循环是排气，吸气，压缩，__________这四个冲程，其中能将机械能转化为内能的冲程是__________冲程。8.柴油机的构造跟汽油机相似，主要不同点是柴油机的气缸顶部有一个__________，没有__________。9.右图是内燃机的某一个冲程的工作情况，可以断定是__________冲程，它将__________能转化成__________能。10.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法，其中正确的是_____________。①在做功冲程中，是机械能转化为内能②在做功冲程中，是内能转化为机械能③只有做功冲程是燃气对外做功④汽油机和柴油机的点火方式相同11.下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环涉及到的主要能量转化情况，关于对图中①③③④的补充正确的是（）A.①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能B.①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C.①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能D.①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能12.汽油机的一个工作循环是由________个冲程组成，其中对外做功________次，在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过________的方式增加内能，为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过________的方式减少汽缸内能.用水来冷却汽缸是因为水的________较大.51.汽油机吸入气缸的物质是（）A、汽油B、空气C、汽油与空气混合物D、燃气2.一台四冲程内燃机飞轮转速为1800tad／min，它1s完成了()A．30个冲程，做了30次功B．60个冲程，做了60次功C．120个冲程，做了30次功D．60个冲程，做了15次功3.汽油机的压缩冲程中，气缸中空气的温度、压强和体积变化情况是A.温度升高，压强增大，体积减小B.温度升高，压强减小，体积增大C.温度降低，压强减小，体积减小D.温度降低，压强减小，体积增大4.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是()A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物C．吸气冲程是内能转化为机械能D．压缩冲程是内能转化为机械能5
