初三物理：2-1.2节《热机》课件

1、热机复习引入复习引入1 1、改变内能的方式有哪两种？改变内能的方式有哪两种？2 2、反过来内能也可通过热传递、反过来内能也可通过热传递和对外做功面被应用，那么内能和对外做功面被应用，那么内能有哪些方面的应用呢？有哪些方面的应用呢？ 利用内能来加热利用内能来加热 如：生火煮饭；生火取暧；热如：生火煮饭；生火取暧；热水袋取暧；在太阳下晒水稻；用高水袋取暧；在太阳下晒水稻；用高炉熔化铁等。炉熔化铁等。（注意：利用内能加热的过程，内能（注意：利用内能加热的过程，内能并没有转化成其它形式能，中是内能并没有转化成其它形式能，中是内能从一个物体转移到另一个物体上）从一个物体转移到另一个物体上）利用内能来做功

2、利用内能来做功1 1、此过程中能量转化：燃料的、此过程中能量转化：燃料的（ ）能转化为（）能转化为（ ）能。）能。传给水和水蒸气，然后水蒸气膨胀传给水和水蒸气，然后水蒸气膨胀对软木塞做功，将塞子冲出，此过对软木塞做功，将塞子冲出，此过程是，水蒸气的（程是，水蒸气的（ ）能转化为）能转化为塞子的（塞子的（ ）能。）能。2 2、利用内能做功的过程，是内能、利用内能做功的过程，是内能转化为其它形式能的过程。转化为其它形式能的过程。化学化学内内内内机械机械上面装置就是一个简单原始的热机上面装置就是一个简单原始的热机热机就是燃料燃烧获取热机就是燃料燃烧获取内内能能并转化为并转化为机械能机械能的的装置装置

3、燃料的燃料的化学能化学能水蒸气水蒸气的内能的内能木塞木塞机械机械 能能燃烧燃烧做功做功 一、一、热机的作用：热机的作用： 燃料的燃料的化学能化学能通过燃烧转化为内通过燃烧转化为内能，又通过做功，能，又通过做功，把把内能内能转变成转变成机械机械能能。从而使机械获。从而使机械获得动力。得动力。热机的种类热机的种类1 1、蒸气机、蒸气机-最早最早的热机的热机-瓦特瓦特 发发 明明2 2、汽轮机、汽轮机3 3、喷气发动机、喷气发动机4 4、内燃机、内燃机5 5、火箭发动机、火箭发动机 三、内燃机三、内燃机：汽油机汽油机柴油机柴油机 四、四、汽油机的工作原理汽油机的工作原理：几个名词：几个名词：1 1、

4、一个、一个冲程冲程：2 2、一个、一个工作循环工作循环： 活塞在汽缸内往复运动时，从汽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。缸的一端运动到另一端的过程。 把这把这四个冲程四个冲程称为发动机的一个称为发动机的一个工作循环。工作循环。1.1.内燃机和种类内燃机和种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机构造构造工作原理工作原理汽油机完整工作过程汽油机完整工作过程构造构造工作原理工作原理汽油机的构造汽油机的构造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吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气内燃机的内燃机的冲程冲程和和工作循环工作循环汽油机工作原理汽油机

5、工作原理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吸气冲程吸气冲程汽油和空气汽油和空气 进气门打开，进气门打开，排气门关闭排气门关闭。活。活塞塞由上端向下端由上端向下端运动，运动，汽油和空汽油和空气组成的燃料混气组成的燃料混合合物从进气门吸物从进气门吸入气缸。入气缸。 进气门和排进气门和排气门都关闭，活气门都关闭，活塞向上运动，燃塞向上运动，燃料混合物被压缩料混合物被压缩，压强增大，温，压强增大，温度升高。度升高。压缩冲程压缩冲程（能量转化能量转化：机械能机械能内能内能） 在压缩冲程末尾，在压缩冲程末尾，火花火花塞产生电火花塞产生电火花，使燃料猛烈，使燃料猛烈燃烧，产生高

6、温高压的燃气燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。过连杆带动曲轴转动。能量转化能量转化：内能内能机械能机械能做功冲程做功冲程点火方式：点火方式：点燃式点燃式排气冲程排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 进气门关进气门关闭，排气门打闭，排气门打开，活塞向上开，活塞向上运动，把废气运动，把废气排出气缸。排出气缸。柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程空气空气 进气门打开，进气门打开，

7、排气门关闭。活排气门关闭。活塞由上端向下端塞由上端向下端运动，将运动，将空气空气吸吸进气缸。进气缸。（注意：（注意：吸入的吸入的只是空气只是空气）压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，气压缩得很小，空气的压强空气的压强更大，温度更高。更大，温度更高。在压缩冲在压缩冲程末，缸内空气温度已超过程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。柴油的着火点。（能量转化能量转化：机械能机械能内能内能） 在压缩冲程末，从喷油在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生空气立即猛烈燃烧，产生高温

8、高压的燃气，推动活高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。带动曲轴转动。做功冲程做功冲程能量转化能量转化：内能内能机械能机械能点火方式：点火方式：压燃式压燃式排气冲程排气冲程 进气门关闭进气门关闭，排气门打开，排气门打开，活塞向上运，活塞向上运动，把废气排动，把废气排出气缸。出气缸。废气废气2.2.内燃机的启动内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠运转时，要靠外力外力使飞轮和曲使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。能自己工作。3.3

9、.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。农业机械上面。(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。要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程有汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？什么相同点，有什么不同点？1 1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 2 每个工件循环都经历四个冲程：每个工件循环都经历四个冲程：吸

10、吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。程。3 3 四个冲程中，只有做功冲程对外做四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠功，其余三个冲程靠飞轮惯性飞轮惯性完成。完成。4 4 一个工作冲程中，活塞往复一个工作冲程中，活塞往复两次，两次，飞轮转动飞轮转动两周两周，燃料对外做功一次。，燃料对外做功一次。相同相同点点不同点不同点1 1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。机气缸顶部有喷油嘴。2 2 燃料不同：汽油机的燃料是燃料不同：汽油机的燃料是汽油汽油，而柴油，而柴油机的燃料是机的燃料是柴油柴油。3

11、 3 吸气不同：汽油机吸进吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合汽油和空气的混合气体气体，柴油机，柴油机只吸进空气只吸进空气。4 4 点火不同：汽油机属点火不同：汽油机属点燃式点燃式点火，柴油机点火，柴油机属属压燃式压燃式点火。点火。汽油机的效率：汽油机的效率：2030%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、柴油机的效率你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！大约是多少？猜猜看！1.1.四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. .2.2.四

12、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. . 3.3.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( ( ). ). 4.4.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,3600R/min,则则它每秒钟对外做功它每秒钟对外做功( )( )次次. .5.5.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的( )

13、( )来完成来完成. . 思考思考: :二、燃料及其热值二、燃料及其热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧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。料燃烧放出的热量是不同的。热值热值：指单位质量的某种物质完全燃：指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是烧所放出的热量。其符号是q。热值单位：热值单位：J/kg, (J/m3)热值单位：热值单位：J/kg, (J/m3)P139一些燃料的热值一些燃料的热值。木炭木炭: 3.4107J/kg物理意义物

14、理意义:1千克木炭完全燃烧时放出千克木炭完全燃烧时放出的热量是的热量是3.4107J煤气煤气: 3.9107J/m3物理意义物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放立方米煤气完全燃烧时放出的热量是出的热量是3.9107J计算热量公式：计算热量公式：Q放放=mq (即质量乘以热值即质量乘以热值)燃料燃烧释放的能量用来开动热机，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。这些能量不会全部用来做有用功。废气带废气带走走机件发机件发热散失热散失机件摩机件摩擦损失擦损失燃料燃烧燃料燃烧产生能量产生能量在热机的在热机的各种能量各种能量的损失中的损失中, ,废气带走废气带走的能量最的能量最多多. .设法利用热机废气的设法利用热机废气的能量，是提高燃料利能量，是提高燃料利用率的重要措施。用率的重要措施。做有做有用功用功燃烧燃烧不完不完全全热机效率：用来做有用功的那部分能热机效率：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。量与燃料完全燃烧放出的能量之比。蒸气机效率最低：蒸气机效率最低：6%15%；汽油机效率：汽油机效率：20%30%；柴油机效率：柴油机效率：30%45%。