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第十三章 内能与热机
13.3 内燃机
蒸汽机的遗憾——体积太庞大
　　用什么来代替高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就可以不要啦！
想一想
情景引入：观察
最早的汽车（1886年）
汽车中的巨无霸
（额定核载360吨）
内燃机——电气时代　第二次工业革命
最快的汽车（1 600 km/h）
情景引入：观察
热机的种类：
蒸汽机
汽油机
柴油机
燃气轮机
喷气发动机
火箭发动机
燃料的化学能
内能
燃烧
做功
机械能
共同特点：
1、热机：车、船、飞机的发动机是把燃料燃烧的内能转变为机械能的装置，这种装置被称为热机。
一、内燃机
喷气发动机
2、内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，这种装置叫内燃机。常见的内燃机有汽油机和柴油机。
使用汽油作为燃料的叫汽油机
使用柴油作为燃料的叫柴油机
1、汽油机的构造
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
二、汽油机
2、汽油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
活塞从气缸的一端运动到另一端，叫一个冲程。
吸气冲程
汽油和空气
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
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。
一个工作循环：
汽油机工作时，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程这四个冲程构成汽油机的一个工作循环，周而复始。
思考：
一个工作循环里，活塞往返 次，曲轴转动 周。 冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠 来完成。
两
做功
两
飞轮的惯性
汽油机的工作原理视频：
汽油机四冲程的特点
冲程名称 进气门 排气门 活塞的运动 冲程的作用 能的转化
吸气冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物 ——
压缩冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物，使其内能增大，温度升高 机械能转化为内能
做功冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动 内能转化为机械能
排气冲程 闭 开 向上 排出废气 ——
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
1、柴油机的构造
三、柴油机
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。
2、柴油机工作原理
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。机械能转化为内能。
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。内能转化为机械能。
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。
柴油机的工作原理视频：
汽油机 柴油机
不同点 燃料 汽油 柴油
结构 火花塞 喷油嘴
吸气冲程吸入气体 吸入是汽油和空气的混合物 吸入的是空气
压缩冲程 气压、温度相对较低 气压、温度相对较高
点火方式 点燃式 压燃式
主要特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高
主要用途 小汽车和小型农业机 械、低速飞机等 载重汽车、拖拉机、火车、轮船等
汽油机和柴油机的不同点:
汽油机和柴油机的应用
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。
火箭的工作原理：
火箭发动机工作时，燃料和氧化剂在燃烧室中燃烧，产生高温高压燃气，燃气通过喷管向后高速喷出，对火箭产生强大的反冲推力，从而将火箭发射出去。
火箭发动机
火箭升空视频：
中国古代的火箭
人类飞行史上的先驱者——万户
我国制造的“长征”系列运载火箭
1.内燃机是燃料直接在发动机________燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做______和_______。
2.工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有______个冲程。包括_________、__________ 、________、__________四个冲程。
汽缸内
汽油机
柴油机
四
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
课堂练习
3.一个工作循环有______个冲程，飞轮转动______周，活塞往复运动______次，对外做功______次，除做功冲程其他冲程靠飞轮的______完成。
4
2
1
2
惯性
4.在汽油机工作的四个冲程中，内能最大的冲程是＿＿＿＿＿。内能最小的冲程是＿＿＿＿＿。
做功冲程
吸气冲程
5.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转动的情况,下列说法正确的是( )
A.做功10次,飞轮转40周
B.做功40次,飞轮转20周
C.做功10次,飞轮转20周
D.做功20次,飞轮转10周
C
6.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
BCD
7．依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
BCD
A
D
B
C
8．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ）
A．压强增大，温度降低
B．压强减小，温度升高
C．压强增大，温度升高
D．压强减小，温度降低
C
9．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
内燃机
活塞式内燃机
汽油机
柴油机
汽油机
构造：顶部是火花塞
工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
火箭发动机
热机
喷气发动机等其他热机
课堂小结

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