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14.2 热机
第十四章
内能的利用
18 世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？
古老的热机——蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。现代的热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上。。
蒸汽机带来第一次工业革命！
酒精燃烧放出热量
将热量传递给水
使水的内能增大，温度升高，产生大量的水蒸气
水蒸气的内能
软木塞的机械能
水蒸气内能减少，温度降低，液化成小水滴
内能可以对外做功
加热水至沸腾
现象：
水沸腾后，软木塞飞出，管口有“白雾”生成
知识点一 热机
气体推动木塞做功实验
热机的种类
蒸汽机
汽轮机
喷气发动机等
内燃机
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机
汽油机
柴油机
内燃机是现代社会中最常见的一种热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具，它的动力机械就是内燃机。如图是一种内燃机的剖面图。
用汽油做燃料
用柴油做燃料
知识点一 热机
关于如图所示实验的说法，正确的是（　　）
A．试管口出现的白雾是水蒸气
B．该实验基本能反映热机的工作原理
C．木塞冲出的过程中机械能转化为内能
D．实验中试管内水的内能的改变仅通过做功实现
B
知识点二 汽油机
汽油在气缸内燃烧时，产生高温高压燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，活塞移动带动曲轴转动.
汽油在汽缸内燃烧
产生高温高压燃气
推动活塞做功
带动曲轴转动
一个冲程：
活塞从汽缸
的一端运动
到另一端的
过程
知识点二 汽油机
构造
进气门? ? ? ? ? ，排气门? ? ? ? ? ，
活塞由汽缸最? ? ? ? ? 向? ? ? ? ? 运动，? ? ? ? ? 和?? ? ? ? ? 的混合物从
? ? ? ? ? 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，? ? ? ? ? 关闭， 曲轴转动? ? ? ? ? 圈。
打开
关闭
上端
下
汽油
空气
进气门
进气门
半
吸气冲程
进气门和排气门? ? ? ? ? ，活塞由汽缸最? ? ? ? ? 向? ? ? ? ? 运动，燃料的混合物被? ? ? ，汽缸内温度? ?? ? ，气压? ? ? ? ? 。曲轴转动? ? ? ? ? 圈。在此过程中，? ? ? ? ? 转化? ? ? ? ? 。
都关闭
下端
上
压缩
升高
增大
半
机械能
内能
压缩冲程
在压缩冲程末，火花塞产生电火花
（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生? ? ? ? ? ? ? ?的燃气，推动活塞由汽缸向? ? ? 运动，并通过连杆驱使曲轴转动，曲轴转动? ? ?圈。
高温高压
下
半
做功冲程
进气门? ? ? ? ? ，排气门? ? ? ? ? ，
活塞由汽缸最? ? ? ? ? 向? ? ? ? 运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端，? ? ? ? ? 关闭，曲轴转动? ? ? 圈。
关闭
打开
下端
上
排气门
半
排气冲程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，
其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成
2. 汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞上下往复2次，曲轴转动2周，
对外做功1次， 有2次能量转化
工作过程
如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图，下列说法中正确的是（　　）
A．只有甲冲程能获得动力，其他冲程都是靠惯性运转的
B．乙冲程只吸入空气
C．丙冲程中排出的废气不含任何能量
D．丁冲程是做功冲程
A
知识点三 柴油机
构造
空气
进气门打开，排气门关闭。
活塞由上端向下端运动，
将空气吸进气缸。
吸气冲程
进气门和排气门都关闭，
活塞向上运动，活塞把空
气压缩得很小，空气的压
强更大，温度更高。在压
缩冲程末，缸内空气温度
已超过柴油的着火点。
机械能转化为内能。
压缩冲程
在压缩冲程末，从喷油嘴
喷出的雾状柴油遇到空气
立即猛烈燃烧，产生高温
高压的燃气，推动活塞向
下运动，并通过连杆带动
曲轴转动。 内能转化为机械能。
做功冲程
进气门关闭，排气
门打开，活塞向上
运动，把废气排出
气缸。
排气冲程
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 内燃机
项目
汽油机?
柴油机
构造
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
一个工作循环
吸气冲程
吸入物质：汽油和空气的混合物
吸入物质：空气
压缩冲程
压缩程度较小，能量转化过程：
机械能→内能
压缩程度大，能量转化过程：
机械能→内能
做功冲程
点燃式，能量转化过程：
内能→机械能
压燃式，能量转化过程：
内能→机械能
排气冲程
排出废气
排出废气
主要特点
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
适用范围
小汽车、小型农业机械、飞机等
载重汽车、拖拉机、火车、轮船等
汽油机和柴油机的区别
(多选)汽油机和柴油机的主要不同点是 (　 　 )
A.在构造上,汽油机的汽缸顶部有火花塞,柴油机的汽缸顶部有喷油嘴
B.在吸气冲程中,汽油机吸入汽缸的是汽油,柴油机吸入汽缸的是柴油
C.在压缩冲程末,汽油机用点燃式点火,而柴油机采用的是压燃式点火
D.在压缩冲程中,汽油机汽缸里的温度和压强比柴油机里的高
AC
热机
热机
内燃机
利用内能做功(把内能转化为机械能)的机械。
定义：
种类：
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机
1.（2024?新疆）下列运载工具中，不需要利用热机的是（　　）
A．喷气式飞机
B．柴油拖拉机
C．纯电动汽车
D．长征系列火箭
C
2.（2024?广元）1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中，火花塞点火，燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞对外做功，则该冲程（　　）
A．是压缩冲程
B．气体对外做功，内能转化为机械能
C．活塞依靠飞轮的惯性而运动
D．气体对外做功，气体的内能增加?
B
3.某同学分别画出四冲程内燃机工作示意图中的吸气、压缩、做功、排气冲程。观察活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，其中不正确的是（　　）
A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气?
B
4.（2024?黑龙江）汽油机将内能转化为机械能的是 冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min。则此汽油机每秒对外做功 次。
做功
20
5.汽车已成为我们生活中不可缺少的交通工具，它的四冲程汽油机工作示意图如下，则图 冲程使汽车获得动力，图 排气冲程排除了汽车的废气。
C
D
A B C D

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