沪粤九年级上册物理 第十二章 第四节 热机与社会发展 课件34张PPT

1、第四节第四节 热机与社会发展热机与社会发展热蒸汽热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。力劳作中解放出来。蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！瓦特瓦特世界上第一台蒸汽机是由古希腊世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于数学家希罗于 1 1 世纪发明的汽转球，世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。但它只不过是一个玩具而已。 瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新广泛应用。他开辟了

2、人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。时代，标志着工业革命的开始。其实，瓦特观察水壶中的水烧开，其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。个善意的杜撰。蒸汽机的遗憾蒸汽机的遗憾体积太庞大体积太庞大用什么来代替高温用什么来代替高温高压的水蒸气呢？那样，高压的水蒸气呢？那样，锅炉就可以不要啦！锅炉就可以不要啦！想一想想一想热机热机利用内能做功的机械利用内能做功的机械 讨论讨论:这个这个实验实验中能量转化的情况。中能量转化的情况。演示演示燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气

3、把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能。水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能。一、热机一、热机1 1、热机的工作原理：、热机的工作原理： 将内能转化为机械能的机器将内能转化为机械能的机器一、热机一、热机蒸汽机汽轮机汽轮机内燃机内燃机火箭上的喷气发动机火箭上的喷气发动机柴油机柴油机汽油机汽油机2 2、热机、热机的种类的种类蒸气机蒸气机内燃机内燃机汽轮机汽轮机喷气发动机喷气发动机火箭等火箭等一、热机一、热机利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。汽轮机、喷气发动机等。 蒸汽机车蒸汽机车 蒸汽机车蒸汽机车 喷气发动机喷气发动机

4、 火箭发动机火箭发动机 火电站的汽轮机火电站的汽轮机2热机的种类热机的种类一、热机一、热机3、内燃机：内燃机：燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。一、热机一、热机分类：分类：柴油机柴油机汽油机汽油机吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气 4 4、内燃机的冲程和工作循环、内燃机的冲程和工作循环一、热机一、热机1 1、汽油机、汽油机的构造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二、汽油机二、汽油机（1 1）吸气）吸气冲程冲程汽油和空气汽油和空气 进气门进气门打开，排气门关打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动闭

5、。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。合物从进气门吸入气缸。2、工作过程、工作过程二、汽油机二、汽油机（2 2）压缩）压缩冲程冲程 进气门进气门和排气门都关闭，和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。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。2、工作过程、工作过程二、汽油机二、汽油机(3)(3)做功做功冲程冲程 在在压缩冲程末尾，火花塞产生电火压缩冲程末尾，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

6、连杆燃气，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。内能内能转化为机械能。转化为机械能。2 2、工作过程、工作过程二、汽油机二、汽油机（4 4）排气）排气冲程冲程燃烧后的废气 进气门进气门关闭，排气门打关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气开，活塞向上运动，把废气排出气缸。排出气缸。2 2、工作过程、工作过程二、汽油机二、汽油机 在在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 哪个哪个冲程使汽车获得动力？冲程使汽车获得动力？ 哪个哪个冲程排出了汽车的尾气？冲程排出了汽车的尾气？ 老式老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？摩托在启动时，需踏动启

7、动杆，这是为什么？ 现代现代汽车里的汽车里的“马达马达”起什么作用？起什么作用？想想议议想想议议二、汽油机二、汽油机柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。

8、喷油嘴喷油嘴三、柴油机三、柴油机1 1、柴油机、柴油机的构造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三、柴油机三、柴油机吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程2 2、工作过程、工作过程三、柴油机三、柴油机（1 1）吸气）吸气冲程冲程空气 进气门进气门打开，排气门关打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。动，将空气吸进气缸。三、柴油机三、柴油机 进气门和排气门都关闭，活进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更很小，空气的压强更

9、大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。度已超过柴油的着火点。 机械能转化为内能。机械能转化为内能。（2 2）压缩冲程）压缩冲程三、柴油机三、柴油机（3 3）做功）做功冲程冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，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。运动，并通过连杆带动曲轴转动。 内能转化为内能转化为机械能机械能三、柴油机三、柴油机（4 4）排气）排气冲程冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开进气门关闭，

10、排气门打开，活塞向上运动，把废气排出，活塞向上运动，把废气排出气缸。气缸。三、柴油机三、柴油机四、热机的效率四、热机的效率 请思考汽油机的运转过程中，燃料放出的能量是否全部用来对外作功了？燃气内能燃气内能E E有用机械能有用机械能废气损失废气损失散热损失散热损失机械损失机械损失E1 1E E2 2E E3 3E E4 41.尽可能使燃料充分燃烧；2.尽量减小各种热量损失；3.机件间保持良好的润滑以减小摩擦。提高热机效率的主要途径：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。热机效率=有用功的能量E1/ /燃烧总能量E 汽油机的效率为20%30%四、热机的效率四、

11、热机的效率1.热机的利用带来的环境污染2.怎样控制热机对环境造成的污染 (1)排出的废气温度较高。 (2)废气中含有各种有害的气体和粉尘。(3)热机工作时噪声污染严重(1)改进燃烧设备（EFI系统）； (2)充分利用污染少的能源（无铅汽油） (3)在排气管上安装消声器，以减少噪声污染五、热机与环境五、热机与环境【例例】内燃机内燃机压缩冲程压缩冲程中中_能能转化转化为为_；在做功冲程在做功冲程中中_能能转化转化为为_能能。机械机械内能内能机械机械内内典型例题典型例题【例例】依靠依靠飞轮惯性完成的冲程是（飞轮惯性完成的冲程是（ ）B C DADBC典型例题典型例题 【例例】汽油机汽油机在压缩冲程中

12、工作物质被压缩，汽缸中的（在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ） A A压强增大，温度降低压强增大，温度降低 B B压强减小，温度升高压强减小，温度升高 C C压强增大，温度升高压强增大，温度升高 D D压强减小，温度降低压强减小，温度降低C典型例题典型例题【例例】汽油机汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）A A柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空是空气气B B在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的C C柴油机里推动活塞做功的柴油机里推动活塞做功的燃气的压强燃气的压强比汽油机里的高比汽油机里的高D D在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高C典型例题典型例题【例例】汽油机汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ）压强增大，温度降低压强增大，温度降低压强减小，温度压强减小，温度升高升高压强增大，温度压强增大，温度升高升高压强减小，温度降低压强减小，温度降低c典型例题典型例题【例例】一一台四冲程内燃机的飞轮转速为台四冲程内燃机的飞轮转速为1800r1800rminmin，它，它s s