热机是指各种利用内能做功的机械。是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器动力机械的一类，如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机。学习这一类机械过程中，我们一定要把热机原理弄清楚，能够分清楚热机的四个冲程，能够准确地说出四个冲程中每一个冲程的特点。热机在我们生活中应用广泛，存在着能量之间的转换，学好本节内容，更有利于我们树立物理中能量转换的思想。

01学习目标

1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。

2、从能量转化的角度认识燃料的热值。

3、了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

4、通过能量的转化和转移，认识效率。

02重点、难点

教学重点：了解四冲程汽油机的基本工作原理及能量的转化过程，燃料的热值

教学难点：了解四冲程汽油机的基本工作原理及能量的转化过程

03学习过程

一、热机定义：人们利用内能做功的机械。

二、热机种类：蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机、喷气发动机等等。

三、常见汽油内燃机四冲程示意图：

四冲程详解：

冲程：活塞在气缸内向上或向下移动一次叫做内燃机的一个冲程。

在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成(其中压缩冲程是由活塞向上运动，压缩燃料混合物，机械能转化为内能)。

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。

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。

做功冲程：进气门和排气门都关闭，火花塞用产生的电火花点火，使混合物剧烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。

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。

四、汽油机与柴油机区别：

汽油机顶部有火花塞、柴油机顶部有喷油嘴。

五、燃料的热值：

单位质量(或体积)的燃料完全燃烧时所放出的热量。1千克(立方米)某种固体(气体)燃料完全燃烧放出的热量称为该燃料的热值，属于物质的特性，符号是q，单位是焦耳每千克，符号是J/kg

六、热机效率：

热机效率公式应为η=Q有/Q放×%。也就是有效热量占总放出热量的比值。

常见热机效率：

蒸汽机6%~15%

蒸汽轮机25%~30%

燃气轮机50%~60%

汽油机20%~30%

柴油机30%~40%

喷气发动机50%~60%

热机效率不能达到百分之百。

04自我评测

1．摩托车上的热机工作时提供动力的是(　)

A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程　D．排气冲程

解析：热机提供动力的是做功冲程。

2．我们知道：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连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（）

A．将废气排出缸外B．完成对外做功

C．吸进汽油和空气的混合物D．压缩燃料和空气的混合物

解析：压缩冲程是压缩燃料和空气的混合物，使混合物的温度增高。

3.关于热机，下列说法错误的是（）

A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率

B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率

C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大

D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能

解析：热机的效率和热机本身的设计相关，与燃料的热值无关。

4.关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①在做功冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机在一个工作循环中，只有一个冲程发生能量变化。以上说法中正确的是（）

A.只有②③B.只有①③C.只有②④D.只有②③④

解析：热机做功冲程是内能转换为机械能，压缩冲程是机械能转换为内能。

5.关于“热机”，下列说法中正确的是（）

A.做功冲程的能量转化是机械能转化为内能

B.改进技术，可以使热机的效率达到%

C.用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发时吸热的特性

D.冬天晚上要把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时水凝固胀坏水箱

解析：热机效率不可能是百分百，利用水降低热机温度是因为水的比热容大。

05结语

热机及其原理的学习，能很好地激发同学们的学习兴趣，同时热机部分涉及的其他单元的知识较多，是一节综合性、趣味性兼具的课程，希望引起同学们的重视。