14.1 热机 学案-2021届九年级物理人教版全一册一、学习目标• 了解热机的基本概念和分类• 掌握热机的工作原理和效率计算方法• 运用所学知识分析和解决与热机相关的问题二、学习内容1. 热机的基本概念2. 热机的分类3. 热机的工作原理4. 热机的效率计算5. 热机的应用举例三、学习过程1. 热机的基本概念• 热机是将热能转化为机械能或其他形式能量的装置• 热机由热源、工作物质和冷源三部分组成2. 热机的分类根据工作过程的特点和原理，热机可分为循环热机和非循环热机两类循环热机循环热机按工作物质的状态变化形式分为蒸汽机、汽轮机和内燃机等• 蒸汽机：利用汽化液体（如水）变为气体来进行工作的热机• 汽轮机：通过水蒸汽的压力推动叶轮旋转，从而产生动力的循环热机• 内燃机：利用可燃气体在缸内燃烧，产生高温高压气体驱动活塞运动，从而产生动力的循环热机非循环热机非循环热机指的是以工作物质对外做功而不发生显著状态变化的热机，如冷热水机、电冰箱等3. 热机的工作原理热机根据热能转化为机械能的过程，可分为热机的热机热转机和热机的机热转热两类热机的热转机热机的热转机是指热机通过吸热、做功和放热三个过程完成热能到机械能的转化。
比较典型的例子是蒸汽机和汽轮机• 吸热过程：工作物质吸热，温度升高• 做功过程：工作物质通过对外做功，实现热能到机械能的转化• 放热过程：工作物质放出热量，温度降低热机的机热转热热机的机热转热是指热机通过外界做功，将机械能转化为热能比较典型的例子是电冰箱• 机械能转化为热能：电冰箱通过电机运转产生机械能，再将机械能转化为制冷剂的压缩热• 制冷剂吸收热量：制冷剂通过蒸发过程吸热，从而降低环境温度4. 热机的效率计算热机的效率是指热能转化为有用工作的比例热机的效率可通过以下公式计算：\[ \text{效率} = \frac{\text{有用输出能量}}{\text{输入能量}} \]其中，有用输出能量可以是机械能输出、发电量等；输入能量可以是燃料热值等5. 热机的应用举例热机广泛应用于日常生活和工业生产中以下是一些热机的应用举例：• 汽车发动机：汽车发动机是一种内燃机，将燃料燃烧产生的热能转化为机械能，实现汽车的运行• 电力发电厂：电力发电厂采用蒸汽机或汽轮机，利用燃烧燃料产生的热能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能• 空调：空调利用热机原理，通过对空气进行制冷或制热，调节室内温度。
• 冰箱：冰箱通过机热转热的原理，将室内热量转移到外界，实现冷藏和冷冻• 锅炉：锅炉利用热机原理，将水加热到高温高压，用于工业生产或供暖四、学习小结通过本次学习，我们了解了热机的基本概念和分类，掌握了热机的工作原理和效率计算方法我们还了解了热机在日常生活和工业生产中的应用通过对热机的学习，我们可以更好地理解能量转化和利用的原理，为进一步学习能源和能源转换奠定基础五、思考题1. 请举例说明循环热机和非循环热机的区别？2. 为什么热机的效率计算中要将有用输出能量与输入能量进行比较？3. 你身边还有哪些热机的实际应用？请简要介绍其原理和作用？注意：以上内容仅为学案，详细内容请查看教材。
