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(共38张PPT)
热机
第2节
第十四章 内能的利用
（人教版）九年级
全
01
新课标要求+课标解读
02
学习目标
1. 知道热机的定义
2. 了解热机的发展史
3. 知道热机的工作原理
4. 掌握柴油机和汽油机的区别
5. 掌握柴油机和汽油机的四个冲程的特点
6. 知道做功次数与曲轴转动的次数以及工作循环的关系
7. 能计算在工作过程中燃气对活塞的压强
03
课堂导入
18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快汽车的速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？
最早的汽车（1886年）
超音速汽车
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热机
在这个实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。人们发现内能可以做功，由此制造了各种利用内能做功的机械——热机。
热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会，对人类社会的发展起到了重要的作用。蒸汽机、内燃机、汽轮机、 喷气发动机等都是热机。
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热机
蒸汽机火车
内燃机火车
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热机
喷气车
喷气飞机
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热机
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一种热机。燃油汽车作为我们生活中的重要交通工具，它的主要动力机械之一就是内燃机。如图是一种内燃机的剖面图。
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热机
汽油机（个头小）
柴油机（个头大）
两种内燃机
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热机
汽油机气缸的结构
曲轴
飞轮
飞轮与曲轴 并非焊接连接 ，而是通过 高强度螺栓或定位销刚性固定 在曲轴上。
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热机
气缸外壳
连杆
曲轴
汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞运动带动曲轴转动。要使汽油机连续工作，活塞必须能在气缸内往复运动。
汽油机气缸的工作原理
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热机
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热机
（1）冲程：汽油机在工作时，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
（2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
干活前
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热机
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热机
吸气冲程
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热机
压缩冲程
04
热机
做功冲程
04
热机
排气冲程
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热机
1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？
2. 哪个冲程获得动力？
3. 其他三个冲程均 不产生动力 ，而是依靠飞轮储存的动能带动曲轴继续旋转，推动活塞完成往复运动（也可以说是靠惯性）。
压缩冲程：
机械能转化为内能
做功冲程：
内能转化为机械能
做功冲程
4. 单缸汽油机一个工作循环包括4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴转动2周(圈)，飞轮也是2圈，对外做功1次。
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热机
冲程名称 进气门 排气门 活塞 运动 冲程的作用 能量转化
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
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热机
柴油机气缸的结构
喷油嘴
柴油机的构造和汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
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热机
柴油机气缸的工作原理
燃烧后的废气
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
机械能转化为内能
内能转化为机械能
只吸入空气
点燃方式
为压燃
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热机
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热机
项目 汽油机 柴油机
构造 气缸顶部有一个火花塞 气缸顶部有一个喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 吸入汽油与空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小， 压缩程度较大，
做功冲程 点燃式，内能转化为机械能 压燃式，内能转化为机械能
排气冲程 排出废气 特点与适用范围 轻巧、功率小；小汽车、摩托车等. 笨重、功率大；载重汽车、轮船等.
相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。压缩冲程把机械能转化为内能. 05
现代汽车
汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。
汽车由发动机、底盘、车身和电器设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的内能变为机械能，再通过底盘上的传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。
汽车电器设备的作用主要是产生电火花以点燃汽缸中的可燃气体、启动发动机时用电机带动飞轮旋转、提供照明等。
现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机（图为四缸发动机），每个汽缸都进行这种四冲程循环。由于各个汽缸交替做功，所以发动机转动比较平稳。
汽车的动力系统
随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统。微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机，提高燃烧效率。采用电子燃油喷射系统的发动机与过去的发动机相比，可以减少有害气体的排放，降低燃料的消耗，同时提高发动机的功率。
电子技术在汽车上的应用，使汽车有了更广阔的发展空间。未来的汽车将更加节能、安全，对环境的影响会更小。
05
现代汽车
06
习题练习
D
06
习题练习
B
06
习题练习
D
06
习题练习
C
B
06
习题练习
B
06
习题练习
做功
比热容
20
06
习题练习
压缩
E
机械
内
2400
06
习题练习
C
06
习题练习
07
作业布置
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

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