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第十四章 内能与热机
第三节 热机
讨论这个实验中能量转化的情况。
酒精燃烧时化学能转化为内能，传递给水，使水的内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
蒸汽机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
热机的发明和使用，对人类社会的发展起到了重要作用。
学习目标
1、了解热机的工作原理（重点）
2、知道四冲程内燃机工作时的能量转化（重难点）
3、领会内能的利用在人类社会发展中的重要意义
课程目标：
了解热机工作的基本原理，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
定义：
能将燃料燃烧时释放的内能
转化为机械能的发动机称为热机
热机
　　热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
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）
　　利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
内燃机车
喷气发动机
火电站的汽轮机
火箭发动机
种类
热机
蒸汽机
汽轮机
喷气发动机
火箭发动机
内燃机
　　内燃机分为汽油机和柴油机两大类
　　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。
内燃机的工作原理视频
阅读课本上有关汽油机的内容，思考下列问题：
1．四冲程汽油机包括哪些主要部件？
2．什么是冲程？
3．汽油机一个工作循环有几个冲程？各个冲程的名称分别是什么？
4．在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？
一、汽油机
1．构造
汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。
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。
吸气冲程
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
压缩冲程
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
做功冲程
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。
排气冲程
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
压缩冲程
做功冲程
如图所示的汽油机的两个冲程示意图分别属于哪个冲程？
电动机
飞轮质量越大，惯性越大
飞轮
例1：某汽油机飞轮转速为3000r/min，那么，每秒钟内完成 个冲程，活塞往复_____次，燃气推动活塞做功的次数为_____次。
100
50
25
例题讲解
喷油嘴
二、柴油机
（4）汽油机结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。柴油机笨重。主要用于载重汽车、拖拉机、火车、轮船上
（5）柴油发动机与汽油发动机相比动力更强，效率高，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
（3）在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。（压燃式）
（1）结构：柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
（2）吸入物质也只有空气。
汽油机和柴油机的不同：
汽油机 柴油机
1 构造不同 火花塞 喷油嘴
2 燃料不同 汽油 柴油
3 吸气冲程 空气和汽油的混合物 空气
4 压缩比 小 大
5 点燃方式 点燃式 压燃式
6 做功冲程 燃气压强小 燃气压强大
7 效率 效率低 效率高
8 应用 小汽车、飞机 重型汽车、火车
　　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动力？
　　3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
想想议议
　　柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
　　汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。
　　柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
汽油机和柴油机的优缺点
1.热机的概念。
2.四冲程汽油机的工作过程及能量转化。
课堂小结
3、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。
压缩
四
机械
内
1、四冲程汽油机的工作过程由( )( ) ( )( ) 四个冲程组成的。
2、四冲程汽油机完成一个工作循环，要经历（ ）个冲程，曲轴转（ ）周，对外做功（ ）次。
两
一
吸气
压缩
做功
排气
4、在汽油机的一个工作循环中，内能转化为机械能的是____冲程其他三个冲程都是靠飞轮的____来完成的。
做功
惯性
随堂练习
　　5．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
从本质上看，内燃机的工作能量来源于__________
化学能
6、如图所示，内燃机的四个冲程中，按正确顺序排列为(　 )
A．①②③④ B．④③②①
C．③④①② D．②③①④
B
7、当手扶拖拉机的柴油机出现故障而使转速急骤增加，正常操作已经不能使它停转(这种故障叫“飞车”)时，下列应急措施中可行的是(　　)
A．立即找一个隔热的东西捂住进气口
B．立即找一个隔热的东西捂住排气口
C．脚踏刹车板，同时手拉制动器
D．让它空转，等油全部耗完自动停下
A

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