物理 第二章 第三节 热机的工作原理精品课件 新人教版选修12.ppt

第三节热机的工作原理 第二章能量的守恒与耗散 目标导航1 知道什么是热机以及热机的工作原理 2 了解内燃机的工作原理 3 了解燃气轮机和制冷机的工作原理 一 热机1 热机是把 转化为 的一种装置 2 蒸汽机和蒸汽轮机是把 的内能转化为机械能 内燃机和燃气轮机是把 的内能转化为机械能 内能 机械能 水蒸气 燃气 二 蒸汽机和蒸汽轮机1 蒸汽机 工作物质是 它是从加热器吸收热量 其中部分热量用于推动活塞 剩余的热量排入冷凝器 2 蒸汽轮机 它是用高压水蒸气驱动 带动转子高速旋转 能输出强大动力 水蒸气 做功 叶轮 三 内燃机和燃气轮机1 内燃机 1 燃料在汽缸内燃烧 直接利用汽缸内生成的高温高压气体推动活塞做功 2 工作原理 吸气 压缩 做功 排气 两 一 两 做功 内能 机械能 机械能 内能 2 燃气轮机燃气轮机没有汽缸和活塞 工作时将燃油喷入 燃烧后产生高温高压燃气 驱动涡轮旋转 将燃气的 转化为 燃烧室 内能 机械能 四 制冷机制冷机跟蒸汽机 内燃机一样都属于 只是两者的作用正好相反 热机利用吸收的热量的一部分做功 同时将另一部分排放 而制冷机则利用外界对它所做的功 从待冷却物体中吸收热量 同时向高温物体排放 热机 想一想随着科技的不断发展 假如能够使热机没有漏气没有摩擦也没有机体热量损失 是不是能够使热机效率达100 提示 不能 原因是热机的工作物质吸收的热量不能全部用来做功 如汽车尾气会带走一部分热量 内燃机的四个冲程1 吸气冲程 此时 进气门打开 排气门关闭 在飞轮作用下 活塞向下运动 汽油和空气的混合物进入汽缸 混合气体体积增大 温度近似看做不变 即工作物质没有传热和做功效应 其内能近似不变 4 排气冲程 此时 进气门关闭 排气门打开 在飞轮作用下 活塞向上运动 把温度较高的废气排出汽缸 同时将一部分热量q2传递给外界环境 低温热源t2 其内能继续减少 特别提醒 活塞由最上端运动到最下端或由最下端运动到最上端叫做一个冲程 内燃机工作的四个冲程中 将内能转化为机械能的是 a 吸气冲程b 压缩冲程c 做功冲程d 排气冲程 答案 c 变式训练1 下列叙述正确的是 a 在构造上 汽油机汽缸顶部有火花塞 柴油机汽缸顶部有喷油嘴b 在吸气冲程中 汽油机吸入汽缸的是汽油 柴油机吸入汽缸的是柴油 c 在压缩冲程中 汽油机是压燃式点火 柴油机是点燃式点火d 在做功冲程中 汽油机汽缸里燃气压强比柴油机里的高 解析 选a 汽油机与柴油机的区别是 汽油机汽缸顶部有火花塞 柴油机汽缸顶部有喷油嘴 汽油机吸入汽缸的是空气与汽油的混合物 柴油机吸入汽缸的只是空气 在压缩冲程中 汽油机是点燃式点火 柴油机是压燃式点火 在做功冲程中 柴油机燃气压强高 因而效率比汽油机的高 制冷机的结构和工作原理图2 3 1 特别提醒 制冷机可以使用不同的制冷剂 过去常用氟利昂 但是因为氟利昂会破坏大气的臭氧层 现在已改用r134a了 图2 3 2 如图2 3 3所示为电冰箱的工作原理 压缩机工作时 使制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环从而达到制冷的效果 那么 下列说法正确的是 图2 3 3 a 在冰箱外的管道中 制冷剂迅速膨胀并放出热量b 在冰箱内的管道中 制冷剂迅速膨胀并吸收热量c 在冰箱外的管道中 制冷剂被剧烈压缩并放出热量d 在冰箱内的管道中 制冷剂被剧烈压缩并吸收热量 答案 bc 方法总结 记住并理解制冷机的工作原理很重要 变式训练2 制冷机向空气放出的热量用q1表示 从