九年级物理热机ppt课件

1、1第十四章 内能的利用第一节 热机第一节 热机第一节 热机2 热能除了带给人类温暖以外，还能做什么呢？ 试管中的蒸汽将软木塞推出去，软木塞获得了动能，蒸汽的内能减少！342 2 热机的种类热机的种类蒸气机、内燃机、汽轮机、蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、等喷气发动机、等5 蒸汽机 烧水到沸腾时，冒出的蒸汽会冲开壶盖！人们发现可以通过蒸汽推动机械，瓦特发明蒸汽机后： 1807年，美国人富尔把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从此，航运中的帆船时代结束了。 1814年，英国人史蒂芬把瓦特的蒸汽机装在火车上，陆路运输的新时代开始了。 6汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机发电机发电机锅炉锅炉给水泵给水泵热源热源冷却海

2、水冷却海水冷凝器冷凝器火力发电厂工作原理火力发电厂工作原理 7;.8喷气式发动机喷气式发动机9二二 内燃机：内燃机：1定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力定义：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力 的热机。的热机。2 分类分类常见的内燃机：常见的内燃机： 汽油机汽油机 柴油机柴油机10(2)(2)柴油机柴油机构造工作原理汽油机完整工作过程构造工作原理内燃机是热机的一种；分为汽油机和柴油机。内燃机是热机的一种；分为汽油机和柴油机。11火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴121：汽油机的构造汽油机的构造；观察图回答汽油机的主要构造有：；观察图回答汽油机的主要构造有

3、：主体是主体是 ，内有，内有 、它通过、它通过 与与 相连。上部有相连。上部有 和和 ，顶部有顶部有 。汽缸汽缸活塞活塞连杆连杆曲轴曲轴进气门进气门排气门排气门火花塞火花塞2:工作原理让燃料在汽缸中燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，使内能转化为机械能工作原理让燃料在汽缸中燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，使内能转化为机械能13吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气14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。15 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料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。混

4、合物被压缩，压强增大，温度升高。机械能转化为内能。机械能转化为内能。16 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃在压缩冲程末尾，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。下运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。内能转化为机械能。17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。18内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己

5、工作。塞运动，以后内燃机才能自己工作。内燃机内燃机的启动的启动Qiyouji工工热机热机.swf作作 19 在一个工作循环中在一个工作循环中 有四个冲程，有四个冲程， 活塞往复两次，活塞往复两次， 曲轴转两周，曲轴转两周， 飞轮转两周，飞轮转两周， 对外做一次功。对外做一次功。20汽油机的工作过程汽油机的工作过程:以一个工作循环为单元以一个工作循环为单元冲程：活塞从一端运动到另一端叫做一个冲程。冲程：活塞从一端运动到另一端叫做一个冲程。根据观察回答，汽油机工作过程中，根据观察回答，汽油机工作过程中，四个冲程的气门关闭情况四个冲程的气门关闭情况；活塞的运动方向活塞的运动方向；曲轴转动几曲轴转动几

6、圈圈；如果有能量转化，说处具体的转化过程如果有能量转化，说处具体的转化过程；点火方式是什么点火方式是什么。21汽油机和柴油机的工作过程汽油机和柴油机的工作过程22喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴23吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程24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。25 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压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。内空气温度已超过柴油的

7、着火点。 机械能转化为内能。机械能转化为内能。26 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。带动曲轴转动。 内能转化为机械能。内能转化为机械能。27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。28(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 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。29 汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什

8、么不同点？汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？汽油机和柴油机汽油机和柴油机 的异同的异同点比较点比较30返回相同点不同点31返回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 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。相同点相同点不同点32返回相同点不同点不同点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

9、点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。33内燃机：内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机燃料在气缸内燃烧的热机汽缸为星型排列的老式飞机内燃机结构原理图汽缸为星型排列的老式飞机内燃机结构原理图34热能机械能（燃料）（做功）（做功）35柴油机的效率：柴油机的效率：3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！36热机的效率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。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

10、、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。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。 37热机中能量的转化38第一冲程第一冲程： 。进气门。进气门 ，排气门，排气门 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 运动，运动， 和和 的混合物从的混合物从 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端， 关闭，关闭， 曲轴转动曲轴转动 圈。圈。第二冲程第二冲程： .进气门进气门 和排

11、气门和排气门 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 运动，燃料的混合物运动，燃料的混合物被被 ，汽缸内温度，汽缸内温度 ，气压，气压 。曲轴转动。曲轴转动 圈。在此过程中，圈。在此过程中， 转化转化 。吸气冲程吸气冲程打开打开关闭关闭上端上端下下汽油汽油空气空气进气门进气门进气门进气门半半都关闭都关闭下端下端上上压缩压缩升高升高增大增大半半机械能机械能 内能内能压缩冲程压缩冲程39第三冲程第三冲程： 。在压缩冲程末，火花塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产。在压缩冲程末，火花塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生生 的燃气，推动活塞由汽缸向的燃气，推动活塞由汽缸向 运动，并通

12、过连杆驱使曲轴转动，运动，并通过连杆驱使曲轴转动， 曲轴转动曲轴转动 圈。圈。在此冲程中，在此冲程中， 转化转化 。第四冲程第四冲程： 。进气门。进气门 ，排气门，排气门 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 运动，运动， 把废气排把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上 端，端， 关闭，关闭， 曲轴转动曲轴转动 圈。圈。做功冲程做功冲程高温高压高温高压下下半半内能内能机械能机械能排气冲程排气冲程关闭关闭打开打开下端下端上上排气门排气门半半40小结：汽油机一个工作循环包括小结：汽油机一个工作循环包括 冲程，活塞往复冲程，活塞往复 次，曲轴转动次，曲轴转动 圈，做功圈，

13、做功 次。有次。有 次能量转化。次能量转化。汽油机工作的四个冲程中，只有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，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要靠安装在曲轴上的 来完成。必须靠外力来启动来完成。必须靠外力来启动.做功冲程做功冲程飞轮的惯性飞轮的惯性4221241提高热机效率的途径和方法：提高热机效率的途径和方法：（l 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；量；(2)(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。这充分利用废

14、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。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。 421.四冲程汽油机的工作过程由四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).( )四个冲程组成的四个冲程组成的.2.四冲程汽油机四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是由机械能转化为内能的是( )冲程冲程,做功冲程是做功冲程是( )能转化为能转化为( )能能. 3.汽油机吸入汽缸的是汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是点火方式是( ).柴油机吸入汽缸的是柴油机吸入汽缸的是( ),点火方式是点火方式是( ). 4.

15、某四冲程汽油机飞轮的转速是某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每秒钟对外做功则它每秒钟对外做功( )次次. 课堂练习课堂练习: :43 5、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？ 6、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？ 7、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？ 8、排气后，下一个工作过程是什么冲程？、排气后，下一个工作过程是什么冲程？ 9、当燃油还没有燃烧做功的时候，活塞是怎样动起来的？、当燃油还没有燃烧

16、做功的时候，活塞是怎样动起来的？ 答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞运动，内能转变为机械能运动，内能转变为机械能。答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能。 答：在做功冲程，飞轮获得足够的动能而高速转动，在吸气、压缩、排气三个冲程中，活塞的答：在做功冲程，飞轮获得足够的动能而高速转动，在吸气、压缩、排气三个冲程中，活塞的运动都是靠飞轮的惯性来完成的。运动都是靠飞轮的惯性来完成的。答：吸气冲程答：吸气冲程

17、 答：通常是先接通了启动机答：通常是先接通了启动机(电动机电动机)，用启动机带动活塞动起来。也可用手柄，用启动机带动活塞动起来。也可用手柄，人工摇动手柄带手柄带动活塞起动。动活塞起动。课堂练习:44提高热机效率的途径提高热机效率的途径1 1、热机的效率是热机性能的一个重要指标。、热机的效率是热机性能的一个重要指标。如：两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆，汽油机的效率如：两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆，汽油机的效率高，性能好。高，性能好。2 2、在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。、在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。 例如：在使用上要正确使用，注意保养。在热