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第三节　热机
第十四章 内能与热机
燃料的化学能
水的内能
机械能
通过以上现象，我们看到燃料燃烧时，燃料的化学能转化成了水的内能，水蒸气通过对外做功，又把内能转化成壶盖、限压阀的机械能。能否把这些机械能变得更实用呢？生活中有这样的机械吗？
新课导入
舰船劈波斩浪
飞机凌空穿云
车、船和飞机之所以能大展神威，就因为有了发动机。车、船和飞机的发动机是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，这种装置又被称为热机。
新知探究
一、热机
1.热机：把燃料燃烧时释放的_____转变为_______的装置
2.内燃机：燃料直接在发动机______燃烧产生动力的热机。
最常见的内燃机有_______和________。
内能
机械能
气缸
汽油机
柴油机
最常见的内燃机是汽油机和柴油机它们是怎么工作的？
工作的时候有什么不同？
新知探究
汽油机
柴油机
二、汽油机
1.构造
新知探究
2.工作原理
　　活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
　　汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。
新知探究
3.工作过程
吸气
压缩
做功
排气
点火方式：点燃式
新知探究
吸气冲程
汽油和空气
吸入汽油和空气的混合物
进气门开 排气门关
活塞向下运动
新知探究
旋转的曲轴通过连杆带动活塞，使活塞从气缸上部向下运动
压缩冲程
进气门关 排气门关
活塞向上运动
燃料混合物被压缩，气体体积减小、压强增大、温度升高、内能增加。
机械能转化为内能
新知探究
两个气阀关闭，活塞在曲轴带动下，从气缸下部向上运动
做功冲程
进气门关 排气门关
压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体。
活塞向下运动
并通过连杆带动
曲轴对外做功
内能转化为机械能
新知探究
排气冲程
燃烧后的废气
进气门关 排气门开
活塞向上运动
新知探究
曲轴因为惯性继续转动使活塞上升
排出燃烧后的废气
归纳小结：
吸气
压缩
做功
排气
一个循环
4个冲程
活塞往复2次
曲轴转动2周
对外做功1次
燃料燃烧1次
　 只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠曲轴惯性完成。
新知探究
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
三、柴油机
新知探究
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
柴油机的工作原理
新知探究
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。
新知探究
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。
新知探究
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。
新知探究
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。
新知探究
归纳小结：
一个工作循环：
活塞：往复两次。
曲轴：转动两周。
完成：四个冲程。
对外做功：一次。
辅助冲程：靠曲轴惯性来完成。
新知探究
柴油机和汽油机的区别与联系
相同点：
都是燃料在汽缸内燃烧，都是将内能转化为机械能的装置，都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次，启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。
新知探究
不同点：
内燃机 项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造
工作循环 吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸入汽油和空气的混合物
吸入纯净的空气
压缩程度较小
压缩程度较大
点燃式
压燃式
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
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
新知探究
概念
能量转化情况
内燃机
汽油机
柴油机
构造
一个工作循环
能量转化
热机
课堂小结
1.内燃机的工作过程由_______、_______、_______、 _______四个冲程组成，其中，将机械能转化为内能的是_______冲程， 将内能转化为机械能的是_______冲程。
2.在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（ ）
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.排气冲程和吸气冲程
吸气
压缩
做功
排气
压缩
做功
B
课堂训练
3.四冲程汽油机工作时，活塞向上运动，并依靠曲轴的惯性来完成运转的冲程是（ ）
A.吸气冲程和做功冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程
D
课堂训练
4.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
课堂训练
5.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和曲轴转动的情况,下列说法正确的是( )
A.做功10次,曲轴转40周
B.做功40次,曲轴转20周
C.做功10次,曲轴转20周
D.做功20次,曲轴转10周
C
课堂训练
7.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A.汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷
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
6.某四冲程汽油机,曲轴转速1 200转/分,则该汽油机每秒做功_______次,有________个冲程,曲轴转________周。
20
BCD
10
40
课堂训练

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