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第1节 热 机
第十四章 内能的利用
实验
　　观察现象并讨论这个实验中能量转化的情况。
木塞被弹出，试管口处有“白雾”出现。
内能的利用
①加热
②做功
酒精燃烧时化学能转化为内能，传递给水，水温升高产生水蒸气；
水蒸气对塞子做功,自身内能减小,温度降低,水蒸气液化形成“白雾”。
热机
人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机
如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
火电站的汽轮机
喷气发动机
火箭发动机
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
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
汽油机
柴油机
汽油机的构造
由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
汽油机的工作过程
内燃机工作时，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
吸入气体: 。
活塞运动方向： 。
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
汽油和空气的混合物
打开
关闭
向下
吸气冲程
汽油机
燃料混合物：压强 ，温度 。
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
关闭
增大
向上
升高
能量转化：
能
能
机械
内
活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。
压缩冲程
汽油机
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。
活塞运动方向： 。
向下
能量转化：
内 能
机械 能
做功冲程
汽油机
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
打开
向上
排气冲程
汽油机
吸气
压缩
做功
排气
机械能转化为内能
内能转化为机械能
获得动力
排出尾气
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？
得出结论：
在压缩冲程，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能；做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。
做功冲程使汽车获得动力，其余三个冲程依靠飞轮的惯性来完成。
想想议议
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。
一个工作循环有四个冲程:
吸气、
压缩、
做功、
排气
活塞往复 次，曲轴转动 周，飞轮转动 圈，对外做功 次,有 次能量转化。
2
2
2
1
例题：一台柴油机飞轮的转速为2400r/min,则在1s内，柴油机完成 个冲程，对外做功的次数是 次。
80
20
内燃机的启动
2
如图所示是四冲程汽油机工作时四个冲程的示意图，属于压缩冲程的是（　　）
D
A
D
B
C
例题
1.柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
汽缸
曲轴
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
柴油机
空气
活塞运动方向： 。
空气
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
打开
关闭
向下
吸入气体： 。
吸气冲程
柴油机
空气：压强 ，温度 。
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
关闭
增大
向上
升高
活塞压缩空气体积对空气做功，空气内能增大，温度升高。超过柴油着火点。
能量转化：
能
能
机械
内
压缩冲程
柴油机
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。
活塞运动方向： 。
向下
机械
内
能量转化：
能
能
做功冲程
柴油机
燃烧后的废气
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
打开
向上
排气冲程
柴油机
汽油机比较轻巧，常用于汽车、飞机和小摩托车等。
(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，主要用于载重汽车、火车、轮船、坦克等。
内燃机的应用
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
主要特点
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
轻巧、输出功率小，效率低
笨重、输出功率大、效率高
汽油机和柴油机的异同点比较
1.四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).( )四个冲程组成的.
2.四冲程汽油机，由机械能转化为内能的是( )冲程，做功冲程是( )能转化为( )能.
3.汽油机顶部有( )吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).柴油机顶部有( )吸入汽缸的是( ),点火方式是( )
4.四冲程汽油机的一个工作循环做功( )次，三个辅助冲程靠飞轮的( )来完成.
5.汽油机飞轮的转速是3600r/min.则它每秒钟对外做功( )次
吸气
压缩
做功
排气
压缩
内
机械
汽油和空气的混合物
点燃式
空气
压燃式
30
惯性
火花塞
喷油嘴
1
巩固练习
热机
热机工作原理：内能转化为机械能
内燃机
汽油机
柴油机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
存在能量转化
工作循环
课堂小结
1.如图为四冲程汽油机工作过程的示意图。其中表示做功冲程的是（　 ）
A
3.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
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
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
2.某四冲程汽油机,曲轴转速1200转/分,则该汽油机每秒
做功_______次,有________个冲程,飞轮转________周。
20
BCD
10
40
1．如图所示，在试管内装适量的水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，根据图中提供的信息回答下列问题。
（1）塞子冲出试管后，因为　 　继续向前运动；
（2）塞子被推出的过程中，　 　能转化成　 　能，这个过程中能量转化与热机中的　 　冲程相同。
随堂训练
惯性
内
机械
做功
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁
2．如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（　　）
C
3．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
C

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