第十四章内能的利用第一节热机教学目标1．知识与技能●了解四冲程汽油机的基本工作原理．●从能量转化的角度认识燃料的热值．●了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．●通过能量的转化和转移，认识热机效率．2．过程与方法●通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功．●利用动画、图片或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理．●通过阅读“科学世界”了解现代汽车的一些常识．●通过学生讨论了解燃料的热值和热机效率．3．情感态度与价值观●通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力．●通过阅读“科学世界”扩展学生的知识面．教学重点与难点重点：汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值．难点：热机中的能量转化及损失，了解热机效率．教学课时：1时教学过程：引入新课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？进行新课内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机(1)汽油机最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机我们首先介绍汽油机①构造（出示模型或挂图。边指示边讲解）。进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程②工作原理。（边动作边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况）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气缸。这是第一个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。这是第二个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。这是最后一个冲程此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。③能的转化。教师：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？学生回答后总结：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。打开flash课件，让学生理解汽油机的工作原理。(2)柴油机柴油机与汽油机有共同的地方，也有不同之处。①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程②柴油机与汽油机的不同点：构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴；工作过程上：吸入的气体不同（汽油机吸入的是什么？柴油机吸入的只是空气）；压缩情况不同（问：汽油机压缩冲程末温度、压强多大？柴油机压缩冲程末，气体体积要小得多。所以压强更大，温度更高，这个温度早已超过了柴油的燃点）；点火方式不同（汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式）；用途方面：柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。小结（略）布置作业（l）简述四冲程内燃机的工作过程。（2）回答下列问题：①内燃机的四个冲程顺序能颠倒吗？为什么？②内燃机一个工作循环活塞往复运动几次？曲轴转动几周？ 第二节热机效率教学目标1知道内能的利用与环境保护的关系。2常识性了解热机的效率及提高热机效率的途径。3培养学生重视提高保护环境的意识。重点热机的效率难点提高热机效率的途径教具演示教学过程设计一．复习提问：什么是机械效率？二．新课引入：热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题，这一节我们就来讨论这个问题。三．新课内容。1．热机是利用燃料来做功的装置。化学能转化成机械能（做功）。2．热机的效率：用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。热机效率是热机性能的一个重要指标。热机的各种损失中，废气占最多，应减小废气的能量损失。由于损失的原因比较多，所以热机的效率一般都较低。（参阅课本中的几种热机的效率，内燃机的能流图以及火电站的能流图。）3．如何提高热机效率的效率？让燃料尽可能充分燃烧，减小内能损失，运动部件润滑良好。4．内能对环境的影响。（1）废气污染（CO、SO2、酸雨），（2）噪声污染。5．保护环境，减小污染措施。（1）改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。（2） |
