资源简介

(共25张PPT)
第十四章 内能与热机
第3节 热机
1.了解热机的工作原理，知道四冲程内燃机工作时的能量转化。
2.了解汽油机和柴油机的构造，能表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。
“寻血猎犬”汽车号称是世界上速度最快的汽车，最高设计时速将达到每小时1600多公里。超音速汽车的时速为什么能够超过音速？是怎样获得机械能的？
点击图片播放视频
观察思考
视频欣赏：瓦特改良了蒸汽机
知识点一：热机
视频演示：不同形式能量之间的转化
点击图片播放视频
水蒸气将橡胶塞推出试管口
水内能↑，温度↑，产生越来越多的水蒸气，对橡胶塞的压力↑
酒精燃烧释放热量
实验现象
用酒精灯加热试管中的水
橡胶塞冲了出去
试管口出现大量“白雾”
（化学能→内能）
热传递
（内能→机械能）
水蒸气内能↓，温度↓ ，
水蒸气液化成小水珠（白雾）
酒精的化学能→水蒸气内能→橡胶塞的机械能
实验分析
能量转化
2.工作原理：
1.热机：
3.种类：
利用内能做功的机械就是热机 ( heat engine )。
将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能。
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
汽缸
锅炉
蒸汽机：
它的锅炉与汽缸分离，是一种“外燃机”。
汽缸
锅炉
缺点：
体积庞大，车身笨重，热损失大，效率很低。
点击图片播放视频
往底部开孔的易拉罐内注入酒精，在瓶口处扣上纸杯，点燃酒精后，酒精爆燃，纸杯冲出。
气缸
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
4.内燃机：
优点：体积小，重量轻，启动快，效率高。
内燃机分类：汽油机和柴油机
汽油机
以汽油为燃料
柴油机
以柴油为燃料
1. 工作原理
利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2. 汽油机的构造
由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
进气门
排气门
火花塞
活塞
连杆
曲轴
气缸
活塞从汽缸一端运动到另一端叫作一个冲程。
知识点二：汽油机
3. 冲程
4.汽油机的工作过程
请阅读教材，利用身边的汽油机模型进行操作，认识汽油机的工作过程。
点击图片播放视频
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
一个工作循环：包括四个冲程
（1）吸气冲程
进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
（2）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。
（3）做功冲程
在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
（4）排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
冲程名称 进气门开闭情况 排气门开闭情况 活塞运动 方向 能量的转
化
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
开
关
下
关
关
上
机械能→内能
关
关
下
内能→机械能
关
开
上
5.汽油机四个冲程工作情况总结
1. 柴油机
利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功的内燃机。
2. 构造
它与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。
知识点三：柴油机
3. 工作过程
柴油机的一个工作循环与汽油机相类似，也是由四个冲程组成的。每完成一个工作循环曲轴和飞轮均转两周，对外做功一次，活塞往复运动两次，除做功冲程外的其他三个冲程，是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。
柴油机吸入气缸内的物质只有空气，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。
3. 柴油机的工作过程
点击图片播放视频
排气冲程
做功冲程
小结：柴油机的工作过程
压缩冲程
吸气冲程
4. 柴油机和汽油机的异同点
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，做功冲程把内能转化为机械能
①把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。
②热机工作时的能量转化：
燃料的化学能（燃烧）→内能（做功）→机械能
①内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.
②内燃机工作的四冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程.
③能量转化：压缩冲程中，机械能转化为内能；
做功冲程中，内能转化为机械能.
④柴油机与汽油机的区别：
柴油机吸气冲程进入气缸中的只有空气；压缩冲程中，缸内气体被压缩的程度比汽油机更大； 压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油，进行压燃式点火。
热 机
热 机
内燃机
1.如图所示是汽油机工作时各种冲程的示意图,其中将机械能转化为内能的冲程是( )
B
2.下面关于汽油机和柴油机的说法正确的是( )
A.汽油机和柴油机的构造完全相同
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合物吸入气缸
C.四冲程汽油机在工作过程中,进气门、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.在柴油机的压缩冲程中,机械能转化为柴油和空气混合物的内能
C
3.如图甲所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,水蒸气的　 　能转化为塞子的机械能;此能量转化过程与图　 　中汽油机的工作过程是一致的。若汽油机每秒钟对外做功的次数为 15次,则该汽油机飞轮的转速为　 　r/min。
内
丙
1 800

展开更多......

收起↑