九年级物理第二章《改变世界热机》(科教版)

1、一、热 机想一想想一想通过前面的学习我们知道，通过对物体做功可以使物体内能增加。那么，减小物体的内能可以对外做功吗？实验探究实验探究研究课本图2-1-3和右图15-7观察实验现象，思考实验过程中的能量转换。水的水的内能内能机械能机械能燃料的燃料的化学能化学能燃烧燃烧做功做功1.热机定义热机定义通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。简单的实验反映出热机中能量转化的基本过程简单的实验反映出热机中能量转化的基本过程2.热机的分类热机的分类蒸汽机 内燃机汽轮机 喷气发动机火箭发动机3.蒸汽机蒸汽机将燃料化学能转化为水蒸气内能，再有水蒸气做功，把内能转化为机械能的装置。最早的热机最早的热机1769年

2、，英国工程师瓦特年，英国工程师瓦特改进完善了蒸汽机为第一改进完善了蒸汽机为第一次工业革命奠定了基础。次工业革命奠定了基础。因此将他的名字命名为功因此将他的名字命名为功率的单位。率的单位。蒸汽机的工作原理这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？二、内燃机实验方法： 在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入2-3滴酒精，再将盒盖盖紧，揿动电子式火花发生器的按钮，观察发生的现象。实验探究实验探究爆炸爆炸有限空间的爆炸有限空间的爆炸1.1.定义：定义： 燃料在汽缸内燃烧，产生的燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功燃

3、气直接推动活塞做功，因，因此叫做此叫做活塞式内燃机活塞式内燃机2.常见的内燃机常见的内燃机(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机3、汽油机的结构气缸气缸火花塞火花塞进气活门进气活门排气活门排气活门活塞活塞连杆曲轴曲轴飞轮飞轮4、冲程：、冲程： 汽油机工汽油机工作时，活塞在作时，活塞在汽缸里做往复汽缸里做往复运动，活塞从运动，活塞从汽缸的一端运汽缸的一端运动到另一端的动到另一端的过程叫做过程叫做冲程冲程。 进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。1 ） 吸气冲程吸气冲程进气门和排进气门和排气门都关闭，气门都关闭，活塞向上运活塞向上运动，燃

4、料混动，燃料混合物被合物被压缩压缩，压强增大，压强增大，温度升高。温度升高。2） 压缩冲程压缩冲程在压缩冲程未在压缩冲程未尾，尾，火花塞产火花塞产生电火花生电火花，使，使燃料猛烈燃烧，燃料猛烈燃烧，产生高温高压产生高温高压的燃气。高温的燃气。高温高压燃气推动高压燃气推动活塞向下运动，活塞向下运动，并通过连杆带并通过连杆带动曲轴转动。动曲轴转动。3） 做功冲程做功冲程进气门关闭，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，把动，把废气废气排出排出气缸。气缸。4） 排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程排气冲程排气冲程做功冲程做功冲程吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气1、在

5、四个冲程中，哪些、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？冲程发生了能量的转化？2、哪个冲程使汽车获得、哪个冲程使汽车获得了动力？了动力？3、哪个冲程排出了汽车、哪个冲程排出了汽车的尾气？的尾气？机械能转化为内能机械能转化为内能内能内能转化为转化为机械能机械能获 得获 得动 力动 力排出尾气排出尾气四个冲程之间的关系： 在做功冲程在做功冲程时时燃气燃气对活塞做功，内能转对活塞做功，内能转化为机械能。其余三化为机械能。其余三个冲程靠个冲程靠飞轮的飞轮的惯性惯性来完成来完成. .一个工作循环一个工作循环汽油机各部件运动情况汽油机各部件运动情况完成：四个冲程。活塞：往复两次。曲轴：转动两周。飞轮：转

6、动两圈对外做功：一次。辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。汽油机的转速：汽油机的转速：飞轮单位时间飞轮单位时间转过得全数转过得全数单位单位:r/min5 5、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 飞轮飞轮柴油机与汽油机构造的区别喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴火花塞火花塞飞轮吸气冲程空气空气 进气门打开，排气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端门关闭。活塞由上端向下端运动，将向下端运动，将空气空气吸进气缸。吸进气缸。柴油机的工作过程柴油机的工作过程压缩冲程 进气门和排气门都关进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空

7、气压缩得很小，空气的压空气的压强更大，温度更高强更大，温度更高。在压缩。在压缩冲程末，缸内空气温度已超冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。过柴油的着火点。柴油机柴油机的工作过程的工作过程做功冲程 在压缩冲程末，从在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油喷油嘴喷出的雾状柴油遇遇到热空气立即猛烈燃烧，到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。连杆带动曲轴转动。柴油机的工作过程柴油机的工作过程排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动门打开，活塞向上运动，把，把废气废气排出气缸。排出

8、气缸。柴油机的工作过程柴油机的工作过程汽油机的应用 插秧机 摩托车 小汽车 轻型飞机 喷雾器柴油机的应用 6、柴油机与汽油机的主要区别、柴油机与汽油机的主要区别柴油柴油汽油汽油顶部是喷油嘴顶部是喷油嘴顶部是火花塞顶部是火花塞空气空气汽油与空气汽油与空气的混合物的混合物压燃式压燃式点燃式点燃式载重汽车、火车、载重汽车、火车、轮船、拖拉机等轮船、拖拉机等小汽车、低速飞小汽车、低速飞机、轻型机械等机、轻型机械等三、热机效率想一想想一想在内燃机中，燃料所释放的在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？能量都到哪里去了？由于机械传动由于机械传动等，克服摩擦等，克服摩擦所消耗的能量所消耗的能量燃料很难全部

9、燃烧，燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全燃料的化学能不能全部释放部释放机械传热机械传热损失一部损失一部分能量分能量废气排出带走的能废气排出带走的能量量 输出有用功输出有用功（25%30%） 1.定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率 定义式：%100Q放有用W2.各种热机的效率各种热机的效率: 蒸汽机蒸汽机:615 汽油机：汽油机：2030 柴油机：柴油机：30451.使燃料燃烧得更充分2.用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失.3.设计上不断改进，减少热量的散失。4.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施

10、。（热电站） 热机的定义及分类 内燃机的机构 汽油机的四个冲程 汽油机与柴油机的区别 热机效率1 1、内燃机的工作过程由、内燃机的工作过程由_、_、_、_四个冲程组成，内燃机中，将四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是机械能转化为内能的是_冲程，将内能转化冲程，将内能转化为机械能的是为机械能的是_冲程冲程. . 吸气吸气压缩压缩做做功功排气排气压缩压缩做功做功2、如图所示是四冲程汽油机的一个工作循如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是环示意图，其中属于做功冲程的是（ ）C分析：分析：1800 rad/min=30rad/s 302=60个冲程个冲程 604=1

11、5次功次功 3、一台四冲程内燃机的飞轮转速为一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 rad min，它，它s完成（完成（ ） A.30个冲程，做了个冲程，做了30次功次功 B.60个冲程，做了个冲程，做了60次功次功 C.120个冲程，做了个冲程，做了30次功次功 D.60个冲程，做了个冲程，做了15次功次功4、根据汽油机和柴油机的区别根据汽油机和柴油机的区别,说法正确的说法正确的是是（）（） .汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶 部是一个喷油嘴部是一个喷油嘴 .汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物柴油的混合物 .吸气冲程是内能转化为机械能吸气冲程是内能转化为机械能 .压缩冲程是内能转化为机械能压缩冲程是内能转化为机械能DA5、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号、柴油机是