师:来,上课!
生:起立!老师好!
师:同学们请坐。上一章我们介绍了内能,那人类怎样利用内能呢?下面我们通过一个演示实验,来看看内能还能用来干什么。大家仔细观察:试管中装入一些水,把水烧开后用橡胶塞塞紧,继续加热,注意看会出现什么现象。
(教师演示实验)
师:大家看到了,燃料燃烧产生的热量传给水和水蒸气,塞子受到水蒸气的压力被冲出去了。这个过程中,水蒸气的内能转化为了塞子的动能。
师:刚才我们看完了演示实验,现在结合学案上的4个问题,请大家思考后回答。
师:温雅旭,你来说说看到了什么现象?
生:我看到了塞子被顶开。
师:很好,请坐。下一个问题,塞子被顶开,是谁对它做了功?
生:水蒸气对它做功。
师:非常好,请坐。水蒸气能对塞子做功,说明水蒸气具有能量,它具有的是什么能呢?
生:内能。
师:对,请坐。最后一个问题,塞子被顶开的过程中,能量由什么能转化为什么能?
生:由内能转化为动能。
师:动能也叫什么能?
生:机械能!
师:很好!就是由内能转化为机械能。在这个实验里,我们看到内能转化成了机械能,让塞子被弹开了。如果塞子是一辆小木车,那就意味着可以利用内能转化为机械能,推着小木车向前运动。这个装置如果装在小木车上,就相当于小木车的动力装置,也就是发动机——这就是我们今天要介绍的热机。
师:今天我们来学习第十四章的第一节《热机》。首先请大家打开书第18页,带着学案上的问题自主阅读,读到汽油机相关内容之前就可以。
(学生自主阅读)
师:好了,大家抬头。我们一起来回答问题。通过刚才的自主学习,热机是利用什么能做功的机械?
生:内能!
师:对。或者说,热机是将什么能转化为什么能的机器?
生:内能转化为机械能!
师:完全正确。热机的种类有哪些?
生:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机!
师:很好。燃料直接在哪里燃烧的热机叫内燃机?
生:发动机的气缸内!
师:没错,是气缸内。内燃机分为哪两种?
生:汽油机和柴油机!
师:对。最早的热机其实是蒸汽机,蒸汽机的出现标志着第一次工业革命。瓦特在前人的基础上,对蒸汽机做了一系列改进。这就是最早的蒸汽机图片,改进后的蒸汽机广泛应用在矿业、纺织业,还有火车、轮船上。
师:蒸汽机之后,出现了内燃机,内燃机的出现标志着电气时代的到来,也就是第二次工业革命。这是1886年出现的最早的汽车,还有摩托车、大型装甲车、大卡车——汽车中的巨无霸,核定载重量能达到360吨。还有最快的汽车,速度能达到每小时1600千米,而我们的普通汽车在高速上时速一般是80千米,对比一下就能看出差距了。
师:热机能有这么翻天覆地的变化,要归功于瓦特和他身后的发明家们,他们倾注毕生精力,几代人前仆后继地改进。为了纪念这位伟大的发明家,国际单位制中功率的单位就叫做瓦特。
师:热机的种类有蒸汽机、内燃机、汽轮机和喷气发动机,我们现在用得最多的是哪一种?
生:内燃机!
师:对。我们今天主要学习内燃机里的汽油机。大家看,这是真实的汽油机图片,它是几个缸的?
生:四缸!
师:清楚。为了方便讲解,我们通常把单缸放大来看,这就是单缸汽油机的图片。大家结合图片熟悉它的构造,然后填写学案上的内容。
(学生填写学案)
师:抬头。我们一起来梳理汽油机的构造。首先,汽油机是利用什么做燃料的?
生:汽油!
师:对,所以叫汽油机,反之,用柴油做燃料的就是柴油机。汽油机的构造主要有进气门、排气门、火花塞、活塞、气缸、连杆和曲轴。
师:了解了构造,它是如何工作的呢?我们结合这幅图和老师手里的模型来讲解。热机工作时有一个专用名词,叫做冲程。什么叫冲程?活塞从气缸的一端运动到另一端的过程,就叫做一个冲程。
师:首先是第一个冲程,吸气冲程。对照学案,吸气冲程时,进气门应该怎么样?
