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热机与社会发展
12.4
木帆
收割机
小轿车
热机的使用推动了人类的文明与进步
热机是人类历史上最伟大的发明之一
镰刀
马车
巨轮
第一次工业革命——蒸汽机
蒸汽机工作简图
蒸汽机的燃料利用率不到10%！
一、热机
１.热机种类：
蒸汽机
燃气轮机
柴油机
汽油机
喷气发动机
火箭发动机
二、汽油机
汽油机是以汽油为燃料的内燃机，它常用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。
１. 汽油机外形
2. 汽油机的构造及作用
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程(也叫“行程”)
3.内燃机的冲程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
汽油机工作时，四个冲程周而复始的循环，这四个冲程叫一个工作循环。
4.汽油机工作原理
吸气冲程
汽油和空气
1.进气门 ，
2.活塞向 运动
3. 的混合物从进气门吸入气缸。
排气门 。
下
汽油和空气
打开
关闭
压缩冲程
4. 能转化为
能！
1.进气门和排气门都 。
2.活塞向 运动
3.压缩汽油和空气混合物，使其内能 ，温度 。
增大
升高
活塞的机械
燃气的内
关闭
上
做功冲程
1.压到最后，火花塞产生
，使燃料 ，产生 的气体
3. 能转化为
能！
2.高温高压的气体推动活塞向 运动。
燃气的内
活塞的机械
下
电火花
猛烈燃烧
高温高压
做功冲程
3. 能转化为
能！
2.高温高压的燃气推动活塞向 运动，燃气推动活塞做功。
燃气的内
活塞的机械
4.燃气自身的内能 ，温度 。
减小
降低
下
排气冲程
燃烧后的废气
2.活塞向 运动
3.把废气排出气缸。
1.进气门关闭，
排气门 。
打开
上
活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程
3.内燃机的冲程
(也叫“行程”)
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
汽油机工作时，四个冲程周而复始的循环，这四个冲程叫一个工作循环。
4.汽油机工作原理
一个工作循环：
完 成： 个冲程。
活 塞：往复 次。
曲 轴：转动 圈。
对外做功： 次。
四
两
两
一
一个工作，四个冲， 两圈，活两次，做功一次
转
撞
1.一台四冲程内燃机的飞轮转速为120 r／min，它１s完成 个冲程，做功 次
4
1
2.一台四冲程内燃机的飞轮转速为600 r／min，它１s完成 个冲程，做功 次
20
5
3.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 r／min，它１s完成 个冲程，做功 次
60
15
在压缩冲程中,是 能转化成 能
总结：
在做功冲程中,是 能转化为 能
机械
内
内
机械
汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是 （ ）
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
C
压缩冲程
做功冲程
1、只有做功冲程有火花
2、
压缩冲程曲轴在右边
做功冲程曲轴在左边
右压缩，左做功
又压缩，做做功
右压缩，左做功
又压缩，做做功
3、压缩冲程曲轴在右边
做功冲程曲轴在左边
1．做功冲程是（ ）
A
A
D
B
C
总结汽油机一个循环过程的特点：
做功冲程将 能转化为 能，其余三个冲程要靠飞轮的 来完成动作。
惯性
燃气的内
活塞的机械
三、柴油机
柴油机是以柴油为燃料的内燃机
常用在载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械上。
柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
工作过程
汽油机 柴油机
相同点 工作循环 都有四个冲程
能量转化 压缩冲程：机械能转化成内能 做功冲程：内能转化成机械能
活塞、曲轴运动 每一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
优缺点 汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。但两者都带来了废气和噪声污染。
汽油机和柴油机的相同点
柴油机比汽油机效率高
汽油机 柴油机
汽油 柴油
火花塞 喷油嘴
吸入的是汽油和空气的混合气体 吸入的是空气
汽油机和柴油机的不同点（考）
点燃式 压燃式
２.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是 （　）
Ａ.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴
Ｂ.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
Ｃ.吸气冲程是内能转化为机械能
Ｄ.压缩冲程是内能转化为机械能
A
四、热机的效率
1.热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
2.热机效率公式：
热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
η=
W有用
Q放
×100％
例如，对于汽车，有用功是牵引力所做的功，
W有用=F牵s
思考：
如何提高热机的效率？
1、使燃料充分燃烧；
2、尽量减少各种热量损失；
3、减少摩擦。
为节约能源，需提高热机的效率。下列措施中不能提高热机效率的是 （ ）
A. 尽量使燃料充分燃烧
B.尽量增加热机的工作时间
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量减少热机部件间的摩擦
B
蒸汽机工作简图
活塞的直线运动是如何转变为轮子转动的呢
２.热机的共同特点
燃料的化学能
燃烧
内能
做功
机械能
2.内燃机的启动
内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
2. 汽油机的构造及作用
火花塞
气缸
汽油在汽缸的顶部燃烧而产生高温、高压燃气
进气门
汽油和空气形成的燃料混合物的进口
活塞
在汽缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能
连杆
连杆跟活塞相连
排气门
燃料燃烧后废气的出口
曲轴
曲轴与飞轮相连，曲轴带动飞轮转动
在汽油机的在压缩冲程中，活塞向上运动，压缩混合气做功，混合气的内能 ，温度 。
升高
增大
压缩冲程
机械能转化为内能！
做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的内能 ，温度 。
降低
减小
做功冲程
内能转化为机械能！
一个工作循环：
完 成： 个冲程。
活 塞：往复 次。
曲 轴：转动 圈。
对外做功： 次。
总结汽油机一个循环过程的特点：
四
两
两
一
一个工作，四个冲， 两圈，活两次，做功一次
转
撞

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