热机与社会发展.ppt

12.4热机与社会发展,问题：水沸腾后会怎样？,推动塞子的能量来自哪里？,演示实验:现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生.说明:水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠.工作时：内能转化为机械能应用：热机,热机原理：,利用内能做功。,能量转化：内能转化为机械能,几个名词：,1、一个冲程：,2、一个工作循环：,活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。,把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。,一、热机的作用：,燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转变成机械能。从而使机械获得动力。,二、热机的种类：,蒸汽机,内燃机,汽轮机,喷气发动机,蒸汽机,蒸汽机,内燃机,内燃机种类,汽油机,柴油机,四、汽油机的工作原理：,构造,汽油机工作原理,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,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。,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。,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。,小结：汽油机一个工作循环包括冲程，活塞往复次，曲轴转动圈，做功次。有次能量转化。,汽油机工作的四个冲程中，只有燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的来完成。必须靠外力来启动.,做功冲程,飞轮的惯性,4,2,2,1,2,柴油机的构造,喷油嘴,进气门,活塞,连杆,排气门,气缸,曲轴,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。,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。,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。,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。,吸气,压缩,做功,排气,内燃机的冲程和工作循环,汽油机和柴油机：构造：对实物说明；区别：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；原理：让燃料在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞来做功。吸入气缸工作物质：汽油机的是空气和汽油的混合物。柴油机的是纯空气、,问题,汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？,答：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。,想想议议：,1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？,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？,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,由机械能转化为内能的是()冲程,做功冲程是()能转化为()能.3.汽油机吸入汽缸的是(),点火方式是().柴油机吸入汽缸的是(),点火方式是().,思考:,三、热机效率,废气带走,机件发热散失,机件摩擦损失,燃料燃烧产生能量,在热机的各种能量的损失中,废气带走的能量最多.,设法利用热机废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。,做有用功,燃烧不完全,热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。,蒸气机效率最低：6%15%；汽油机效率：20%30%；柴油机效率：30%45%。,提高热机效率的途径：,（1）使燃料充分燃烧；（2）尽量减少各种热的损失；（3）在热机的设计和制造上采用先进技术；（4）使用时注意保养，保证良好的润滑，合理调整零件之间的间隙，减少因克服摩擦阻力而消耗的能量。,热机的使用改变了这个世界，_了社会的发展。同时给我们环境带来了危害，同学们讨论下如何减少热机使用带来的污染。,推动,热机带来的环境污染和环保措施,空气污染和噪声污染。环境保护的措施：1、改进燃烧设备，消除烟尘；2、研究和研发低能耗，少污染的高性能热机；3、充分开发利用绿色能源。如太阳能、氢气等；4、在内燃机的排气管上安装消声器，以减少噪声污染。,小结,热机的效率很_，_带走了大量的热。_是衡量热机性能的重要指标。热机的使用_了人类社会的发展。热机的使用也给生态环境造成了_。_和_是减少污染的重要途径。,低,废气,热机效率,促进,污染,利用绿色能源,使用高性能热机,课堂练习,1、要提高热机效率必须（）A.让更多的燃料燃烧B.提高热机功率C.减少各种热损失D.利用热值大的燃料2、关于热机和环保的说法正确的是（）A.所有的热机都是用汽油作燃料B.热机的大量使用会造成大气污染C.热机产生的噪声可被消声器完全消除3、说出几种你所认识的绿色新能源。,C,B,太阳能、水能、风能、地热能等,当堂练习,4、某汽油机效率为20，这表示它每做100J的有用功要完全燃烧产生_J能量的汽油，要向外散失_J的能量。5、甲、乙两辆汽车，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，这表明（）A甲做功比乙多B甲做功比乙少C甲消耗的汽油比乙少D相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油少。6、一台效率为40的柴油机，当输出6600J的有用功时，消耗的柴油量为多少千克？（q柴油=3.3J/kg）,500,400,D,选做题,7、一辆60KW的载重汽车，保持功率不变在平直的马路上行驶，受到的阻力是4.5N，发动机每小时耗油20L，求：（1）发动机的效率，（2）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？（汽油=0.8，q汽油=4.6J）,课外拓展,柴油机的节能效果可以从以下几方面思考:1、看柴油是否充分燃烧，燃烧越充分，排出尾气的柴油味将越淡，颜色越淡。2、内能转化为机械能的效率，在同样负荷情况下，尾气温度越低，说明转化为机械能越多，机械效率越高。,阅读材料,1.汽车尾气污染滚滚车流给我们的环境带来的污染已经到了触目惊心的地步。有资料显示，我国的汽车尾气排放标准比大多数发达国家落后近10年，并且执行情况参差不齐。与美国标准相比，我国汽车一氧化碳(CO)排放量上限高出56%，氮氧化合物高出32%，碳氢化合物则高出3倍以上。即使是达到排放标准的车辆，其排放的一氧化碳数量也是欧洲车辆的2倍左右，碳氢化合物和氮氧化物排放数量是欧洲车辆的3倍以上。虽然上海和北京标准较高，但是与欧洲和美国相比仍然宽松很多。专家指出：我国各大城市污染正在从煤烟型污染向汽车尾气型污染转化。,有调查表明，我国许多城市的机动车尾气已成为大气污染的首要来源。广州市空气主要污染源为：机动车尾气占22%，工业排放占20.4%，建筑工地扬尘占19.2%；一向享有“人间天堂”美誉的杭州市这几年也越来越严重地遭受机动车尾气污染之苦，即便是晴好天气，城市上空也常是灰蒙蒙一片，污染指数与广州市不相上下；作为第一批环保模范城市的深圳，如今机动车尾气污染竟然已占大气污染的70%，每年排放各种有害物质达20多万吨，并且还在以每年超过20%的速度增加；北京的汽车污染形势同样严峻。随着城市煤烟型污染控制取得成效，今后城市机动车排放污染对空气质量的影响将越来越突出。,不可否认，汽车产业对经济有巨大的拉动作用，而治理污染付出的代价也不应视而不见。以北京为例：北京现在每年在大气治理上要花费100亿元人民币，到2008年总共要花费近1000亿元人民币，其中用于机动车尾气治理的至少有几百亿。如果把全国的情况算起来，那将是一个天文数字。同时，覆盖在我国