本节课的学习目标：
（1）能说出热机的工作原理、汽油机和柴油机的构造、工作过程。
（2）能从能量转化的角度认识燃料的热值。
（3）能通过能量的转移和转化，认识热机效率的概念、会计算热机效率。
（4）能通过列举和解释生活实例，认识能量的转移和转化，说出能量守恒定律。

一、热机的工作原理
改变内能的两种方式是：做功和热传递。
因此，我们可以利用内能来做功，或者利用热能传热。
热机就是一个利用内能来做功的机械。
那么它是如何获取机械能的哪？
燃料燃烧时产生的热量传递给了水和水蒸气塞子受到水蒸气的压力而冲出去。

热机：利用内能做功的机械。

二、热机的种类
蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等


构造各不相同，但都是利用热能做功的机械。内燃机是现在社会最常见的一种热机。汽车的动力机械，就是内燃机。
内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
它们分别用汽油和柴油作为燃料。

三、汽油机与柴油机的区别
基本构造

基本相同:气缸上部都有进气门和排气门。下部有活塞，活塞用连杆与曲轴相连。
不同的是，汽油机的顶部有火花塞；柴油机的顶部有喷油嘴。都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环，来保证连续工作的。
1.吸气冲程

汽油机：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动。气缸内体积增大，气体体积变小，大气压将汽油和空气的混合物压入气缸。 当活塞运动到最低点时，进气门关闭，停止进气，吸气冲程结束。
柴油机：与汽油机不同的是，柴油机吸入气缸的只有空气

2.压缩冲程

汽油机：进气门和排气门都关闭。活塞向上运动。压缩燃料混合物，使其内能增大，温度升高（未到汽油燃点）。
为了避免压缩冲程中燃料燃烧，压缩程度比较低。
柴油机：压缩空气，使其内能增大，温度升高（超过柴油燃点）。
由于柴油机气缸内没有柴油（空气），柴油不会燃烧。压缩冲程结束时，气缸内的温度已经超过柴油的燃点。
柴油机和汽油机在这个冲程中，活塞的部分机械能转化成气体的内能。

3.做功冲程

汽油机：压缩冲程结束后，火花塞点火，混合气体燃烧。推动活塞向下运动。通过连杆，带动曲轴转动，对外做功。
高温高压气体对外做功。
柴油机：从喷油嘴喷出雾状柴油，遇到热空气，立即燃烧起来，燃烧放出的热量，使气体压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功。
由于柴油机对空气的压缩程度，比汽油机更高，因此，在做功冲程气体的压强更大，可以输出更高的功率。同时也要求柴油机的各有关零件有更高的结构强度。因此，柴油机比较笨重。
燃气的部分内能转化成活塞的机械能。

四、汽油机的一个工作循环
1.活塞往复运动了两次
2.连杆带动曲轴转动了两周
3.做功冲程使汽车获得了动力

例1：四冲程汽油机工作过程中各冲程示意图如下，其中表示压缩冲程的是（ ）

五、燃料的热值
通过燃烧燃料，人们可以通过内能传热。比如取暖、烧饭
在现代社会中，人们利用的能量，很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。
燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。
热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。燃料的热值用q表示。
热值反应燃料完全燃烧时放热能力的物理量
国际单位：焦耳/千克 符号是J/kg
            焦耳/立方米 符号是：J/m³

燃料完全燃烧放出热量的计算公式：Q=qm
                                        Q=qv（气体燃料）

六、热机工作中能量的转化
对热机而言：

燃料的能量
燃料不完全燃烧损失的能量、机件发热损失的内能、机件摩擦损失的机械能、废气带走的能量、有用的机械能

七、热机的效率

用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
这是热机性能的重要指标。热机的效率高。说明在做功同样多的情况下，消耗的燃料更少。从而节约能源，减少污染。

例2：一台内燃机运行时各种能量损耗大致为：汽缸散热损失占20%，废气带走的能量占30%， 摩擦等机械损耗占10%，则内燃机的热机效率为_______。

八、能量的转化

热机工作时，能把内能转化为机械能。除此之外，其他形式的能之间也可以相互转化。

科学家经过探索发现，能量之间的转化时非常普遍的。在一定条件下，各种形式的能之间，是可以相互转化的。

九、能量守恒定律

请你准备一个弹性球，把它扔向地面。观察它的运动情况，你会看到：弹性球会跳起来，但是会越跳越低。这是它运动情况的频闪照片。从照片中我们看到，小球每次跳起的高度在降低。
这是因为小球跟地面和空气摩擦，使自身的一部分机械能转化为内能。能量的形式发生了转变，但机械能并没有消灭。只是转变成了内能。
大量各种形式的能量，在转化的过程中，总伴随着一种能量的减少，与另一种能量的增加。例如：机械能转化为内能时，机械能在减少，同时内能在增加。
能量守恒定律：大量事实表明，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

例3：关于能量的转化与守恒，下列说法正确的是（ ）
A.一个单摆在来回摆动很多次后总会停下来，说明这个过程的能量不守恒
B.凡是能量守恒的过程就一定会发生能量的转化
C.由于自然界的能量是守恒的，所以说能源危机是杞人忧天
D.任何制造永动机的设想，无论它看上去多么巧妙，都是一种徒劳

四、课堂小结

五、课后作业
请同学们完成课后作业的对应内容