12.4 热机与社会发展
【教学目标】
知识与技能
①理解内能可以转化为机械能.
②知道热机中能量的转化,理解四冲程汽油机的构造和工作原理.
过程与方法
通过观察汽油机模型和汽油机活动挂图的演示理解汽油机 的工作过程,能够简单描述汽油机的四个冲程.
【教学重点】
理解内能可以转化为机械能.
【教学难点】
汽油机四个冲程的理解.
【教学准备】
试管、水、橡皮塞、酒精灯、火柴、汽油机模型、汽油机活动挂图.
【教学过程】
复习引入
1、复习提问:请举例说明机械能可以转化为内能.
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?
进行新课
一、热机是人类历史上 最伟大的发明之一.热机的种类很多,有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等.这些热机的共同特点,是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,然后通过做功,把内能转化为机械能.
二、汽油机
1.汽油机是用汽油燃料,使汽油在机器内部燃烧,从而将内能转化为机械能的一种热机.它常用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上 .
2.构造及其作用
部件名称
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作用
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汽缸
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汽油在汽缸的顶部燃烧从而产生高温、高压气体
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活塞
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在汽缸内,高温、高压燃气推动活塞做功,将燃气的内能转化为机械能
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连杆和曲轴
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连杆跟活塞相连,曲轴通过传动装置跟工作机相连,将活塞的动力传给工作机
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进气门
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汽油和空气形成的燃料混合气的进口
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排气塞
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燃料燃烧后废气的出口
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火花塞
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点火装置,能产生电火花使燃料混合物猛烈燃烧
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3.汽油机工作原理
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.
开始工作前,活塞位于气缸上端,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.这是第一个冲程,吸气冲程.
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,此时是机械能转化为内能,这是第二个冲程,压缩冲程.
压缩结束时虽然温度较高,但未能达到燃料的燃点.在压缩冲程结束的瞬间,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压气 体,高温高压燃气推动活塞由上向下运动,通过连杆带动曲轴转动.实现了内能向机械能的转化.这是第三个冲程,做功冲程.
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,燃烧后的废气被活塞推出缸外.这是最后一个冲程,排气冲程.