14．1 热机
【学习目标】
1．了解热机的工作原理。
2．了解汽油机的基本工作原理。
3．了解柴油机的基本工作原理。
【重点难点】
汽油机与柴油机的工作原理以及工作过程中的能量转化情况。
学习内容一：热机
学习指导：阅读课本P17－P18文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．人们发现内能可以做功，利用内能做功的机械叫热机。
2．燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。
3．内燃机分为汽油机与柴油机两大类。它们分别用汽油与柴油作为燃料。
【合作探究】教师巡视辅导。
演示P17图14.1－1，请学生观察后讨论如下问题：
1．点然酒精灯后，有什么现象发生？
答：听到“呯”的一声，看到塞子飞出去，瓶口附近出现“白雾”。
2．塞子为什么会飞出去？瓶口为什么会出现“白雾”？
答：酒精燃烧给试管中的水加热，试管内产生大量的水蒸气，当管内的气压大到一定程度时，塞子在水蒸气压力的作用下就会飞出去。管内的水蒸气对塞子做了功，内能减少，温度降低，水蒸气遇冷液化，形成“白雾”。
3．从酒精灯点燃到塞子飞出去，能量是怎么转化与转移的？
答：酒精具有化学能，燃烧后化学能转化为内能，内能通过热传递的方式转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气推动塞子做功，内能转化为塞子的动能。
4．在大屏幕上展示P18图14.1－2，这个内燃机与刚才的演示实验装备在结构上有什么相同点？
活塞——塞子 汽缸——试管
5．它们工作时能量转化有什么共同点？
共同点：能量转化过程相同，都是燃料燃烧后的内能转化为机械能。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．在演示实验中，塞子不能塞得太紧，否则有可能引起试管爆裂。
2．内燃机与其它热机的能量转化方式一样：内能转化为机械能。不同点在于内燃机的燃料在汽缸内燃烧，所以称之为“内燃”。
【即时练习】
1．完成P21第1题。
2．内燃机的特点是：燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。
学习内容二：汽油机、柴油机
学习指导：阅读课本P18－P20文字内容与插图，二人为一组，相互描述汽油机的工作过程。
【自学检测】
1．汽油机的结构：汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞。
2．汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动。
3．活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫一个冲程。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的。
【合作探究】教师巡视辅导。
1．使用PPT动画展示汽油机工作过程，说说汽油机是怎样工作的，并将下面的空补充完整。
汽油机一个完整的工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
A．吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油与空气的混合物进入汽缸。
B．压缩冲程：进气门排气门都关闭，活塞向上运动，燃料与空气的混合物被压缩，温度升高。
C．做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞点火，燃料燃烧，产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
D．排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
2．讨论并完成“想想议议”
(1)在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
(2)做功冲程使汽车获得动力。
(3)排气冲程排出废气。
3．阅读P19柴油机的相关内容，比较一下汽油机与柴油机的异同并将下列表格补充完整。
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相同点
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能量转化方式
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都是把内能转化为动能
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工作过程
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都有四个冲程：吸气、压缩、做功、排气。
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不同点
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吸气冲程：
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汽油机吸入是的汽油与空气的混合物。柴油机吸入的是纯净的空气。
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压缩冲程：
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汽油机在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是“点燃式”；柴油机在压缩冲程结束时，汽缸内的温度已超过柴油的燃点，此时，喷油嘴喷出雾状的柴油，遇到热空气马上燃烧，是“压燃式”
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功率不同：
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柴油机功率一般较大，一般应用于大型机械上，汽油机相对功率较小，一般应用于小型机械上。
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效率不同：
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柴油机对燃料利用率较高，机械效率较高，汽油机机械效率较低。
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4.阅读P20科学世界“现代汽车”，说说现代汽车与过去的汽车相比有哪些优点。
答：减少污染，降低消耗。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．在四冲程汽油机中，只有做功冲程对外提供了动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性完成。手扶拖拉机在启动时，要用人力转动摇把，带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，然后发动机才能开始正常工作。小汽车启动时，转动钥匙，电动机开始带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程。
2. 一个工作循环，活塞来回运动二次，曲轴旋转二周，对外做功一次。
【即时练习】
