终稿热机及其效率.ppt

1、第十六章热和能,16.4 热 机,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？,推动塞子的能量来自哪里？,塞子被冲出！,1、热机,燃料的化学能,水蒸气的内能,塞子运动的机械能,热机,燃料的化学能,内能,机械能,热机是把内能转化为机械能的机器。,能量转化：,热机的种类：,蒸汽机内燃机燃气轮机喷气发动机火箭发动机,燃料的化学能,内能,燃烧,做功,机械能,共同特点：,2、内燃机种类,汽油机,柴油机,（以汽油为燃料） （以柴油为原料）,吸气,压缩,做功,排气,内燃机的冲程和工作循环,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。,汽油机的构造,火花塞,气缸,进气

2、门,活塞,连杆,排气门,曲轴,主体是气缸，它的顶部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，它通过连杆与 曲轴 相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。,汽油机工作原理,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。,吸气冲程,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。,压缩冲程,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。,将机械能转化为内能,做功冲程,在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃

3、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。,将内能转化为机械能,排气冲程,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。,汽油机工作时，四个冲程周而复始，然而只有第三个冲程是对外做功的，其余的三个冲程是辅助冲程，要靠装在曲轴上的大飞轮的惯性来带动的。,说明：,4、研究汽油机的工作原理：,在表格中填写汽油机四冲程的特点,开,关,向下,吸入汽油和空气,无,关,关,向上,压缩气体提高温度,关,关,向下,高温气体膨胀推动活塞做功,关,开,向上,排出废气,无,机械能转化为内能,内能转化为机械能,看一看，想一想： 一个工作循环里，活塞往返 次，曲轴转动

4、 周。 冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠 来完成的。,两,两,做功,飞轮的惯性,柴油机的构造,喷油嘴,进气门,活塞,连杆,排气门,气缸,曲轴,柴油机工作原理,吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程,做功冲程,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，并通过连杆带动曲轴转动。,想想议议：,汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？,汽油机和柴油机的异同表,内燃机的启动,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工作。,内燃机的应用,汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞

5、机和小型农业机械上面。,汽油机:,柴油机:,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。,2. 燃料的热值,1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。,（2）单位：,J/kg（或 J/m3）,焦耳每千克,（1）定义：,Q放 = qm,（3）公式：,质量,热值,例题：把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）,Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J； Q放Q吸 m=Q放/q = 1.2106J/(1.2107

6、J/kg)=0.1kg,解：,汽油机的效率：2030%,柴油机的效率：3045%,你认为它们的效率比你想象的高？还是低？,猜猜看： 汽油机、柴油机的效率大约是多少？,思 考：,如何提高热机的效率？,1、尽量使燃料充分燃烧 2、尽量减少热机部件间的摩擦 3、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。,热机的效率：,用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比,巩固练习：,、汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程 （ ） A 吸气冲程 B 压缩冲程 C 做功冲程 D 排气冲程,C,巩固练习：,、关于热机的工作物质，正确的是 （ ） A 热机所使用的燃料就是工作物质 B 汽油机和柴油机的工作物质都

7、是高温高压燃气 C 热机的工作物质都是活塞 D 汽油机的工作物质是汽油,B,巩固练习：,3、为节约能源，需提高热机的效率。下列措施中不能提高热机效率的是 （ ） A 尽量使燃料充分燃烧 B 尽量增加热机的工作时间 C 尽量减少废气带走的热量 D 尽量减少热机部件间的摩擦,B,4、关于燃料的热值正确的是（ ） A燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B燃料的热值与燃料的种类有关 C燃料的热值与燃料的多少有关 D燃料的热值与上面三个因素都有关,解析：选B.热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系.,B,5、下面说法不正确的是（ ） A燃料燃烧时，将化学能转化为内能

8、 B人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的 Cl kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值 D提高燃料的利用率是节约能源的重要措施,解析：选C. l kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错.,C,6、下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ） A减少各种热损失 B加润滑油减少机器各部件之间的摩擦 C充分利用废气的能量，如建热电站 D采取少消耗总能量的办法,解析：选D.提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦尽量少做额外功等.,D,巩固练习：,7、以下交通工具中，常用汽油机作为动力的是 （ ） A 轻型轿车 B 重型运载卡车 C 手扶拖拉机 D 磁悬浮列车,A,巩固练习：,8、一台单缸四冲程柴油机飞轮转速为1800r/min，则柴油机1s内 （ ） A 完成30个冲程，做功30次 B 完成60个冲程，做功60次 C 完成60个冲程，做功15次 D 完成120个冲程，做功30次,C,1、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）,练习：,A,B,C,D,2、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（ ）,A.吸气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D .压缩冲程,B,D,3、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的（ ）,A.压强增大，温度降低 B.压强增大，温度升