初三物理热机PPT课件.ppt

热机 1 热机的种类 蒸气机内燃机汽轮机喷气发动机火箭等 内燃机 热机 把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机 常见的内燃机 汽油机柴油机 2 内燃机的构造 1 汽油机 2 柴油机 构造 工作原理 汽油机完整工作过程 构造 工作原理 1 汽油机的构造 火花塞 气缸 进气门 活塞 连杆 排气门 曲轴 吸气 压缩 做功 排气 内燃机的冲程和工作循环 2 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 机械能转化为内能 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 内能转化为机械能 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 3 柴油机的构造 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 4 柴油机工作原理 吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程 吸气冲程 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 机械能转化为内能 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 内能转化为机械能 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 一个工作循环 活塞 往复两次 曲轴 转动两周 完成 四个冲程 对外做功 一次 辅助冲程 靠飞轮惯性来完成 3 内燃机的应用 汽油机比较轻巧 常用在汽车 飞机和小型农业机械上面 1 汽油机的应用 2 柴油机的应用 柴油比较便宜 但柴油机比较笨重 主要用在载重汽车 拖拉机 坦克上面 想想议议 汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点 有什么不同点 1 基本构造和主要部件的作用相似 2 每个工件循环都经历四个冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 3 四个冲程中 只有做功冲程对外做功 其余三个冲程靠飞轮惯性完成 4 一个工作循环中 活塞往复两次 飞轮转动两周 做功一次 相同点 不同点 1 构造不同 汽油机气缸顶有火花塞 而柴油机气缸顶部有喷油嘴 2 燃料不同 汽油机的燃料是汽油 而柴油机的燃料是柴油 3 吸气不同 汽油机吸进汽油和空气的混合气体 柴油机只吸进空气 4 点火不同 汽油机属点燃式点火 柴油机属压燃式点火 二 燃料及其热值燃料的燃烧是一种化学反应 燃烧过程中 储存在燃料中的化学能被释放 转变为内能 相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的 热值 指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量 其符号是q 热值单位 J kg J m3 三 燃料的热值 一些燃料的热值 热值单位 J kg J m3 P139一些燃料的热值 木炭的热值 3 4 107J kg物理意义 1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3 4 107J煤气的热值 3 9 107J m3物理意义 1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3 9 107J 计算热量公式 Q放 mq 即质量乘以热值 燃料燃烧释放的能量用来开动热机 这些能量不会全部用来做有用功 例题 把5kg40 的水烧开 需要完全燃烧多少kg的干木柴 已知干木柴的热值为1 2 107J kg 外界为标准大气压 并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收 解 Q吸 cm t t0 4200J kg 0C 5kg 600C 1 26 106J Q放 Q吸m1 Q放 q 1 2 106J 1 2 107J kg 0 1kg 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 5 热机的效率 热机的效率 热机所做的做有用功那和燃料完全燃烧放出的热量之比 叫热机的效率 燃料的不完全燃烧 气缸部件吸热后的热量散失 废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量 都是引起能量损失的原因 因此 提高热机效率 可提高燃料的利用率 四 燃料的利用率 思考 上例中小明烧水用了1 5kg的烟煤 这些煤完全燃烧放出的热量为4 05 107J 实际放出的热量是4 05 107J吗 为什么 水实际吸收的热量呢 水实际吸收的热量 称为有效利用的热量 四 燃料的利用率 1 炉子的效率 有效利用的热量 水吸收的热量 与燃料完全燃烧放出的热量之比 四 燃料的利用率 2 提高燃料利用率 节约能源 1 使煤充分燃烧 将煤磨成煤粒 加大送风量 2 加大受热面积 减少烟气带走的热量 提高热机效率的途径和方法 l 尽可能减少各种热损失 保证良好的润滑 减少因克服摩擦所消耗的能量 2 充分利用废气的能量 提高燃料的利用率 如利用热电站废气来供热 这种既供电又供热的热电站 比起一般火电站来 燃料的利用率大大提高 6 热机对环境的影响 1 热机对大气的影响 1 产生有毒气体 2 产生大量二氧化碳 造成温室效应 3 产生粉尘 2 热机产生噪音 请你思考 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 3000r min 50r s 一个工作循环由四个冲程组成 曲轴旋转两周 活塞往复两次 对外做功一次 100 50 25 1 四冲程汽油机的