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第14章内能的利用
第1节热机
复习旧知：
1、改变内能的两种方法是 和 。
2、两种利用内能的方法是利用内能来 和利用内能来 。
3、比热容的物理意义和定义是什么？
4、水的比热容是： 。物理意义
是： 。
热传递
做功
加热
做功
4.2×103J/(kg﹒℃)
1kg的水温度升高（或降低）1℃，吸收（或放出）的热量为 4.2×103J。
18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而现在最快的汽车速度已经超过了声音的速度。
汽车是如何获得动力（机械能）的？
一、内能的获得：
通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化
为内能。
观察实验：如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象，说明什么问题？
二、内能的利用：
现象：
软木塞冲出；管口有“白汽”产生
说明:
水蒸气对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸气液化成小水珠.
能量转化：
内能转化为机械能
由实验得到了以下结论：
1、酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸气的内能；
2、水蒸气对活塞做功，又将内能转化成机械能，从而使活塞获得了动力。
热机
将内能转化为机械能的机器
二、内能的利用：
1、利用内能的两种方法：
1）利用内能来加热
2）利用内能来做功
2、热机
1）热机工作的实质：内能——机械能
第一节
热机
三、热机的发展史
蒸气机、内燃机、汽轮机、
喷气发动机、火箭等
蒸汽机
蒸汽机火车
汽轮机
内燃机
内燃机
飞机上的喷气发动机
火箭上的喷气发动机
1、利用内能的两种方法：
1）利用内能来加热
2）利用内能来做功
2、热机
1）热机工作的实质：内能——机械能
2）热机的种类：蒸汽机—内燃机—喷气式飞机—火箭。
第一节
热机
蒸汽机的缺点：
1、燃料浪费大；
2、热量损失多；
3、外部机构大，占地方；
4、效率低等。
汽
油
机
柴
油
机
内燃机:
燃料直接在发动机气缸内燃烧产
生动力 的热机。
四、内燃机的种类：
汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。
1、汽油机的构造及工作原理：
(2)汽油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
机械能转化为内能。
做功冲程
在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，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。
排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
吸气
压缩
做功
排气
1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2、哪个冲程使汽车获得了动力？
3、哪个冲程排出了汽车的尾气？
机械能转化为内能
内能转化为机械能
获得动力
排出尾气
分析得结论：
在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能（惯性）来完成.
请你思考！
某汽油机飞轮转速为3000r/min，那么，每秒钟内完成 个冲程，活塞往复 次，燃气推动活塞做功的次数为 次。
3000r/min=50r/s
一个工作循环由四个冲程组成，曲轴旋转两周，活塞往复两次，对外做功一次
100
50
25
2、柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
火花塞
柴油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
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。
压缩冲程
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。
做功冲程
在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，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。
排气冲程
燃烧后的废气
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
1、利用内能的两种方法：
1）利用内能来加热
2）利用内能来做功
2、热机
1）热机工作的实质：内能——机械能
3）内燃机
①一个工作循环过程有四个冲程：吸气冲程—压缩冲程—做功冲程—排气冲程。
③只有做功冲程获得动力；其它三个冲程借助飞轮的惯性，飞轮转一周有两个冲程；转两周做一次功。
②四个冲程的能量转化
A吸气冲程—无
B压缩冲程—机械能转化为内能
C做功冲程—内能转化为机械能，获得动力。
D排气冲程—无
第一节
热机
2）热机的种类：蒸汽机—内燃机—喷气式飞机—火箭。
想想议议：
汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？
1．基本构造和主要部件的作用相似。
2 ．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
4 ．一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
相同点
不同点
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。
3 ．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。
4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
1、利用内能的两种方法：
1）利用内能来加热
2）利用内能来做功
2、热机
1）热机工作的实质：内能——机械能
3）内燃机
①一个工作循环过程有四个冲程：吸气冲程—压缩冲程—做功冲程—排气冲程。
③只有做功冲程获得动力；其它三个冲程借助飞轮的惯性，飞轮转一周有两个冲程；转两周做一次功。
②四个冲程的能量转化
A吸气冲程—无
B压缩冲程—机械能转化为内能
C做功冲程—内能转化为机械能，获得动力。
D排气冲程—无
第一节
热机
2）热机的种类：蒸汽机—内燃机—喷气式飞机—火箭。
4）汽油机和柴油机的差异
①吸气冲程：汽油机吸入空气和汽油混合物；
柴油机只吸入空气。
②做功冲程：汽油机火花塞点火；柴油机压燃式
③汽油机轻巧功率小；柴油机笨重功率大。
3.内燃机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型
农业机械上面。
(1)汽油机的应用
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
有效训练：
1、热机是利用_________ 燃烧获得的_________ 能转化为________ 能的机械。
2、常见汽油机工作时，一个工作循环有________个冲程，包括；_________、_________、_________、_________。在一个工作循环中，活塞往复_________次，曲轴转动_________ 周，燃气做功_________次。
3、汽油机在压缩冲程中，_________能转化为_________ 能，在做功冲程中，_________能转化为_________ 能。
4、汽油机和柴油机在构造上的主要不同是汽油机的汽缸顶部是_________ ，柴油机的汽缸顶部是_________ 。
再见！

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