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第十四章 内能的利用
第一节 热机
什么是内能？
改变内能的两种方法及实质？
复习引入
演示
水沸腾后会怎样？
推动塞子的能量来自哪里？
简述该过程中能量转化的情况。
热机
【观察与思考】
软木塞冲出。
水蒸气对木塞做功，内能减少。
燃料燃烧时，化学能转化为内能；
软木塞冲出时 ，内能转化为机械能。
热机
演示
【观察与思考】
人类是通过什么来
利用内能的呢？
这个实验，
展示了人类利用内能的过程。
热机
热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机
喷气发动机
汽轮机
内燃机
火箭发动机
热机的工作过程中发生了哪些能量转化？
热机
【思考与讨论】
内能
燃料的化学能
燃烧
机械能
对外做功
【热机 —— 汽油机】
汽油机
汽油机
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
【汽油机的冲程】
汽油机
【汽油机的工作循环】
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
汽油机
吸气冲程
进气门______，排气门______；
活塞由______向______运动；
能量转化：_______________；
汽缸中气体体积_____，压强_____，大气压将_____和_____组成的燃料混合物从进气门压入气缸。
打开
关闭
上端
下端
没有能量转化
增大
减小
汽油
空气
压缩冲程
汽油机
进气门______，排气门______；
活塞由______向______运动；
能量转化：_______________；
燃料混合物被压缩，压强_____，温度_____。
关闭
关闭
下端
上端
机械能 → 内能
增大
升高
做功冲程
汽油机
进气门______，排气门______；
活塞由______向______运动；
能量转化：_______________；
在压缩冲程末尾，______产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。
关闭
关闭
上端
下端
内能 → 机械能
火花塞
排气冲程
汽油机
进气门______，排气门______；
活塞由______向______运动；
能量转化：_______________；
气缸内气体体积_____，气压_____，当气缸内气压大于大气压时，废气排出气缸，为新的吸气冲程做准备。
关闭
打开
下端
上端
没有能量转化
减小
增大
柴油机的构造
柴油机
汽油机的构造
柴油机
汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？
【柴油机的工作循环】
吸气冲程 → 压缩冲程 → 做功冲程 → 排气冲程 → ……
柴油机
【柴油机的工作循环】
将空气吸进气缸。
活塞向上把空气压缩得非常小，空气的压强更大，温度更高。
在压缩冲程末，汽缸内空气温度已超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立刻燃烧起来。
种类 汽油机 柴油机
相同点 不 同 点 构 造
燃 料
吸入气体
点火方式
都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程
火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
汽油和空气
空气
点燃式
压燃式
柴油机
课堂小结
1．在做功冲程中，高温气体迅速膨胀做功，此时气体的温度和内能变化的情况（　　）
A．温度降低，内能减少　 　B．温度不变，内能不变
C．温度升高，内能增大　 　D．温度降低，内能增大
A
课堂练习
【解析】做功冲程中高温高压的燃气，推动活塞向下运动，燃气的内能转化为机械能，内能减少，温度降低。
BCD
课堂练习
2．（多选）依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
A
B
C
D
课堂练习
【解析】吸气、压缩、排气冲程靠飞轮的惯性完成。
A，两气门关闭，活塞向下运动，是做功冲程；
B，进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程；
C，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；
D，两气门关闭，活塞向上运动，是压缩冲程。
3．某内燃机飞轮转速 3 000 r/min，每秒钟内完成____个冲程，活塞往复___次，燃气推动活塞做功次数为___次。
100
50
25
课堂练习
飞轮转
活塞往复
完成冲程
对外做功
一个工作循环
2周
2次
4个
1次
3 000
每分钟
3 000
6 000
1 500
每秒钟
50
50
100
25
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