初中物理
热机
学习目标
学习目标
1.知道热机的概念，了解热机的工作原理。知道内能的应用在人类社会发展史上的重要作用。
2.了解汽油机的构造和工作过程。
3.了解柴油机的构造和工作过程。
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预习导学
一、热机：
1.内能的利用方式：热传递和做功；
（1）利用内能来加热：从能的角度看，这是内能的转移过程；
（2）利用内能来做功：从能的角度看，这是内能转化为机械能。
2.热机是利用内能做功的机械：
热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等；
3.内燃机分为汽油机和柴油机两大类；
4.汽油机：
①汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，
推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动；
②活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到
另一端的过程，叫做一个冲程；
③多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作；
一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次（4冲程），对外做功1次。
二、汽油机的四个冲程：
1.吸气冲程：进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下运动。（同时吸入汽油与空气）
2.压缩冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；活塞向上运动；机械能转化为内能。
3.做功冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；火花塞点火；汽油燃烧放热膨胀，推动活塞向下运动，对外做功；内能
转化为机械能。(只有做功冲程对外做功)
4.排气冲程：进气阀门关闭，排气阀门打开；活塞向上运动；排出废气。
一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次（4冲程），对外做功1次。
三、柴油机、汽油机和柴油机的区别：
1.汽油机和柴油机剖面图：
（1）汽油机的构造（2）柴油机的构造
2.柴油机的工作原理：
（1）柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程；
（2）在吸气冲程里，吸进气缸的只有空气；
（3）在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高；
（4）在压缩冲程结束的时候，气缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油，遇到热空气便立刻燃烧起来；
（5）柴油机工作过程中压强比较大，要求各有关零部件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重。
3.柴油机和汽油机的区别：
①汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机气缸顶部有喷油嘴；
②汽油机吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物，柴油机吸气冲程只吸入空气；
③汽油机点火方式为点燃式，柴油机点火方式压燃式；
④汽油机的效率低，柴油机效率高；
⑤汽油机机体较轻，柴油机机体较重。
机种
项目
汽油机
柴油机
构造
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
燃料
汽油
柴油
点燃方式
点燃式
压燃式
工作过程
吸气冲程
吸入汽油与空气的混合物
只吸入空气
压缩冲程
燃料被压缩后，缸内压强较高
空气被压缩后，缸内压强很高
做功冲程
压缩冲程末火花塞点火
压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油
效率
20%—30%
30%—45%
用途
轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械
笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克
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探究提升
知识点一：热机
【探究重点】
1、定义：把内能转化为机械能的机械叫做热机。
2、热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
【例题精讲】．（2023?牡丹江）以下机械属于内燃机的是（）
A．火箭喷气发动机 B．汽油机
C．滑轮组 D．洗衣机
【巩固训练】（2022?温江区模拟）以下机械属于热机的是（）
A．喷气发动机 B．滑轮组
C．洗衣机 D．螺旋式千斤顶
知识点二：内燃机
【探究重点】
1、内燃机是现代社会中最常见的一种热机，分为汽油机和柴油机两大类。
2、内燃机工作过程
（1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
（2）内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。活塞往复运动2次。
（3）四冲程汽油机工作示意图
①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。
②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。机械能转化为内能。
③做功冲程：火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，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。内能转化为机械能。
④排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
总结：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程。
【例题精讲】（2023?阜新）如图所示是四冲程汽油机的剖面图，属于机械能转化为内能的是（）
A． B． C． D．
【巩固训练】（2023?大连）