第1节　热机原理　热机效率

1、第一节:热 机,城口中学 张海鹰,看一看想一想：,如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？,在这一过程中能量如何转化呢？,演示,由实验得到了以下结论：,1、酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸汽的内能；,2、水蒸汽对活塞做功，又将内能转化成机械能，从而使活塞获得了动力。,1、热机,利用内能做功的机械,一、热机,热机的工作原理： 燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转变成机械能。从而使机械获得动力。,这一实验：反应了热机 (蒸汽机)的工作原理。,热蒸汽：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。,向瓦特致敬！,世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学

2、家希罗于 1 世纪发明的汽转球，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，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。,热机的种类：,1、蒸汽机,蒸汽机用于：火车动力,蒸汽机的遗憾体积太庞大,热机的种类：,2、内燃机,四缸内燃机剖面图,六缸内燃机剖面图,最早的汽车（1886年）,汽车中的巨无霸 （额定核载360吨）,内燃机电气时代： 第二次工业革命,最快的汽车（1 600 km/h）,热机的种类：,3、汽轮机,喷气发动机,热机的种类：,原理图,喷气发动机应

3、用一：火电站的汽轮机,喷气发动机的应用二：喷气式飞机,喷气发动机的应用三：火箭,热机的种类：,1、蒸汽机,2、内燃机,3、汽轮机,4、喷气发动机,1、汽油机,1、使用汽油作为燃料的内燃机叫汽油机。,2、使用柴油作为燃料的内燃机叫柴油机。,内燃机的分类：,2、柴油机,1、实物图,二、汽油机,2、结构名称图,汽油机的工作原理：,1、一个冲程：,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。叫做一个冲程。,2、工作过程,一、吸气冲程：,进气门打开、排气门关闭、活塞从上往下运动：将汽油和空气混合物吸入汽缸。,二、压缩冲程：,进气门、排气门都关闭、活塞从下往上运动：压缩汽油和空气混合物。,三、

4、做功冲程,在压缩冲程末、火花塞产生电火花、使燃料猛烈燃烧、产生高温高压燃气推动活塞向下运动、带动曲轴转动对外做功、从而将内能转化为机械能。,四、排气冲程,进气门关闭、排气门打开、活塞从下往上运动、把废气排出汽缸。,把这吸气、压缩、做功、排气四个冲程叫做一个工作循环。,一个工作循环：,1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 这些能量是怎样转化的？ 2、哪个冲程使汽车获得动力？ 3、哪个冲程排出了汽车的尾气？,4、老式摩托在启动时，需踏动启动杆， 这是为什么？ 5、现代汽车里的“马达”起什么作用？,想想议议,柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是： 1、结构：柴油机汽缸顶部：是喷油嘴； 汽

5、油机顶部是：火花塞。 2、吸入的物质：柴油机吸入的是：纯空气； 汽油机吸入的是：汽油和空气的混合物。 3、点火方式：柴油机是点燃式；汽油机是压燃式。,一、柴油机,柴油机：比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车、轮船上。,汽油机：转速高，结构简单，质量轻，造价低 廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。,柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油 发动机轿车的推广使用具有重大意义。,汽油机和柴油机的优缺点：,不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？,经验告诉我们，等质量的煤和干木柴，充分燃烧，煤放

6、出的热量要比柴多得多。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。,一、燃料的热值,想想议议,请说出你熟悉的燃料的热值，并说明其物理意义。,2了解燃料的热值表,1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，叫做热机的效率。,在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？,无用的机械 能,二、热机的效率,想一想,燃气内能,损失的内能,（1）热机的效率是热机性能的重要指标,2提高热机效率，节约能源，减少污染,（2）提高效率的途径 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧； 改进热机，减少各种能量损失； 利用废气的能量。,已知干木柴的热值是1.2107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全