10.4 热 机
1.通过观察汽油机模型理解汽油机的工作过程,能够简单描述汽油机的四个冲程.
2.知道热机中能量的转化;理解四冲程汽油机和柴油机的构造和工作原理.
3.识别汽油机和柴油机的异同点.
【重点难点】
重点:汽油机和柴油机的工作过程.
难点:汽油机和柴油机的工作过程.
【新课导入】
导入1:情景导入
用酒精灯给试管中的水加热,由于燃料在试管外燃烧,热量损失较大,内能的利用率较低.能不能把燃料移到内部去燃烧,来获得更大的动力?
导入2:复习引入
复习提问:(1)请举例说明机械能可以转化为内能.
学生举例:打气时气筒会发热;用锯子锯木料时锯条会发热.
(2)刚才的事例都说明机械能可以转化为内能,那么反过来想内能会转化为机械能吗?
从而引入新课.
【课堂探究】
一、热机
1.演示实验:水蒸气冲开橡皮塞
现象:在水沸腾一段时间后,橡皮塞被水蒸气冲开.
思考:这个实验现象说明了什么?
引导回答:说明了水蒸气的内能会转化为橡皮塞的机械能.
师述:刚才用酒精灯给试管中的水加热,由于燃料在试管外燃烧,热量损失较大内能会转化为机械能的效率较低.能不能把燃料移到内部去燃烧,来获得更大的机械能?
分析:这个实验说明了水蒸气的内能快速转化为盖子的机械能;这个实验说明了把燃料移到容器的内部去燃烧,可以获得更大的机械能.
2.热机的原理:将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能的机器.
二、汽油机
1.内燃机:燃料在汽缸内燃烧的热机.汽油机是最常见的内燃机,以汽油为燃料,今天我们来学习热机中的内燃机的代表:汽油机.
2.构造(观看活动挂图,边指示边讲解).
进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴.(介绍名称的同时,介绍各部分的功能)
3.一个冲程:活塞从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程.
4.工作原理:(观察模型并结合课本图1029讲解)
(讲解时提醒学生注意观察活塞的运动方向、气门的开闭、连杆、曲轴的运动情况)
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元,一个循环又分为四个冲程.
吸气冲程:开始工作前,活塞位于汽缸上端,进、排气门均关闭.工作时,活塞由上向下运动,进气门打开,排气门仍关闭.由于缸内体积增大,压强减小,空气和汽油的混合气体被吸入汽缸.
压缩冲程:活塞运动到最下端,就开始转为向上运动.这时进气门、排气门都关闭,混合气体被强行压缩,使气体的温度升高,压强增大.此时活塞的机械能转化为燃料混合物的内能.
做功冲程:压缩结束时虽然温度较高,但未能达到燃料的着火点.在压缩冲程结束的瞬间,火花塞产生电火花,使燃料剧烈燃烧,产生高温高压的气体,高温高压的燃气推动活塞由上向下运动,通过连杆带动曲轴转动.此冲程中高温燃气的内能转化为活塞的机械能.
排气冲程:做功冲程结束,活塞继续由下向上运动,进气门关闭,排气门打开,把燃烧后的废气排出汽缸.
此后,活塞又由上向下运动,从此进入下一轮循环.
