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回顾旧知
2. 做功
1. 热传递
改变物体内能的方法：
第十四章 内能的利用
第1节 热机
引入新知
2. 利用内能做功
1. 利用内能加热
内能的应用：
探究新知
一、气体推动木塞做功实验
加热水至沸腾
现象：
解释：
水沸腾后，软木塞冲出，管内及管口有“白雾”产生。
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。水蒸气膨胀对外做功，内能减小，温度降低。刚从管底出来的水蒸气遇冷液化，所以出现“白雾”。
能量转化：
（1）酒精燃烧时化学能转化为内能；
（2）水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
内能可以对外做功
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二、热机
1.定义：
利用内能做功的机械。
热机的定义
将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机械。
或
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热机的种类
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热机的种类——蒸汽机
瓦特
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于1世纪发明的汽转球。
瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机做出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。
其实，瓦特观察水壶的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。
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热机的种类——蒸汽机
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热机的种类——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：使用汽油作为燃料。
柴油机：使用柴油作为燃料。
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热机的种类——汽轮机
将蒸汽的内能转化成叶轮轴旋转的机械能，带动发电机旋转发出电能。
火电站的汽轮机
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热机的种类——喷气发动机
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三、汽油机
1. 构造
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1. 构造
冲程：
活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
飞轮/
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2. 工作过程——吸气冲程
吸气冲程：
进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。
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2. 工作过程——压缩冲程
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。内能增大，温度升高。
能量转化：
机械能转化为内能。
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2. 工作过程——做功冲程
做功冲程：
在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
能量转化：
内能转化为机械能。
做功冲程是使汽车获得动力的冲程。
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2. 工作过程——排气冲程
排气冲程：
进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
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2. 工作过程
判断图中分别是什么冲程，并排序。
甲
乙
丙
丁
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2. 工作过程
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。
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2. 工作过程
电动机
飞轮
四缸、六缸的好处
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2. 工作过程
4 2 2 1
4个冲程
1个工作循环有：
活塞上下往复运动2次
曲轴转动2圈
对外做功1次
2次能量转化
探究新知
1. 汽油机工作的四个冲程，只有做功冲程对外做功，其它靠飞轮的惯性完成。
2. 汽油机一个工作循环，包括4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴/飞轮转动2圈，对外做功1次，有2次能量转化。
整理笔记
1. 一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是20 r/s，则在1 s内该汽油机活塞往复　　　 次，做功　　　　 次，完成　　　　个冲程。
随堂训练
20
10
40
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四、柴油机
1. 构造
喷油嘴
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2. 工作过程——吸气冲程
吸气冲程：
进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，将空气吸进气缸。
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2. 工作过程——压缩冲程
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。
能量转化：
机械能转化为内能。
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2. 工作过程——做功冲程
做功冲程：
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。
能量转化：
内能转化为机械能。
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2. 工作过程——排气冲程
排气冲程：
进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
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3. 汽油机和柴油机的区别
内燃机 汽油机 柴油机
构造
一个工作循环 吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
主要特点
适用范围
火花塞
喷油嘴
汽油和空气的混合物
空气
压缩程度大
压缩程度小
点燃式
笨重、效率较高
轻巧、效率较低
排出废气
排出废气
压燃式
载重汽车、拖拉机、火车、轮船等
汽车、飞机、小型农业机械
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扩展
为什么柴油压缩就可以点火，而汽油机却需要火花塞？能不能换一下燃烧方式？
（1）汽油易挥发：柴油并不像汽油那样易于挥发成气体，只有表面一层于空气接触，而汽油极易挥发产生汽油蒸汽与空气比较充分的混合，这就像木头和木材刨花的区别。
（2）柴油自燃点低：自燃点指的是可燃物在有氧气的条件下发生自主燃烧的温度，柴油自燃点才220℃，也就是说柴油只要与空气混合，在220℃时就可以自行燃烧了。
汽油自燃点是427℃，活塞压缩空气后产生的高温可以达到柴油的自燃点但无法达到汽油的自燃点，所以柴油机可以用压燃方式，而汽油机只能靠火花塞点燃。
（3）火花塞是电弧放电，不会产生明火，所以它只能点燃与氧气混合均匀的气态可燃物，我们平时看到的汽油在气缸里最终要被充分蒸发汽化，只有这样才能形成足够的气态可燃混合物。

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