学习任务一 了解热机的工作原理及工作过程
1.热机是利用做功的机械。热机中的能量转化是能转化为能。
2.汽油机属于内燃机，它的工作物质是的混合物。蒸汽机的燃烧室在汽缸外，属于外燃机，蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成，推动活塞产生动力，所以蒸汽机的工作物质是。

1.内能 内 机械
2.空气和汽油 水蒸气 水蒸气 水蒸气

例1 某一冷凝器蒸汽机的工作原理示意图如图所示:①打开阀门A并关闭阀门B,高压蒸汽随即进入汽缸,推动活塞向上移动;②当活塞到达汽缸的顶部位置时,关闭阀门A并打开阀门B,使得蒸汽流入冷凝器,汽缸内的压强降低,活塞随之下降。这一过程循环往复地进行。请问:上述过程①与下列哪个冲程相对应（）

B

学习任务二 设计和制作简易热机模型
1.设计简易热机模型需要考虑的主要问题：
(1)热源；(2)工作物质；(3)将内能转化成机械能的方法。
2.制作简易热机模型
(1)准备材料:一个空易拉罐、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、一台小风扇、一盏酒精灯、一个支架。
(2)制作步骤
以下为样例,请根据自己的设计选择材料,设计制作步骤(可附图说明)。
①向易拉罐内部注入大约半罐水。
②将笔的尖端朝外,另一端插入易拉罐内,用胶将罐的开口处密封。
③将易拉罐如图所示放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。

④点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
|学以致用|

解：
1. 设计核心要素确定：
(1) 热源：选择酒精灯，利用酒精燃烧释放的热量为装置提供加热所需的能量。
(2) 工作物质：选择水，水受热后汽化形成高温高压的水蒸气，作为传递内能的工作介质。
(3) 内能转化为机械能的方法：让高温水蒸气从细笔管的尖端高速喷出，冲击小风扇的扇叶，水蒸气对外做功，将自身的内能转化为扇叶转动的机械能。
2. 完整制作与调试步骤：
① 使用剪刀在易拉罐的罐顶开一个和中性笔笔身粗细相近的小孔，向易拉罐内部注入大约半罐清水。
② 将去掉笔芯和尾塞的中性笔从罐顶的小孔插入，笔的尖端朝向罐外，笔的另一端伸入易拉罐内水面上方的空腔中，使用热熔胶将笔身和罐顶小孔的缝隙完全密封，保证罐内只有笔的尖端出口与外界连通。
③ 将易拉罐水平架设在支架上，调整位置使笔的尖端出口正对着小风扇的扇叶，二者保持1~2cm的间距。
④ 把酒精灯放置在易拉罐下方，调整支架高度，让酒精灯的外焰对准易拉罐盛水的部位。
⑤ 点燃酒精灯对易拉罐加热，待罐内的水沸腾后，高温水蒸气从笔的尖端高速喷出，气流冲击扇叶，扇叶即可持续转动，简易热机模型制作完成。
⑥ 实验结束后先熄灭酒精灯，待罐体完全冷却后再整理器材。
答：按照上述步骤即可完成符合要求的简易热机模型制作，该装置实现了内能向机械能的转化，符合热机的基本工作原理。

例2 在“跨学科实践:制作简易热机模型”活动中,小明利用厨房里的蒸蛋器自制了一个简易“蒸汽机”,如图所示。在使用过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出水蒸气,小明将自制的风车放在蒸蛋器上方,成功地让风车转了起来。下列说法错误的是 ()


A.蒸蛋器内部温度越高,水蒸发越快
B.水的内能增大是通过热传递的方式实现的
C.水的温度升高以后,水的比热容明显变小
D.此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程

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