【名师原创】141热机课件.ppt

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1、第十四章第十四章 内能的利用内能的利用第第 1 1 节节 热热 机机飞机的动力来飞机的动力来自什么结构？自什么结构？内能的获得：内能的获得： 通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。转化为内能。内能的利用：内能的利用： 直接加热物体直接加热物体利用内能做功利用内能做功内能的利用：内能的利用： 内能转化为机械能内能转化为机械能燃料燃烧将化学能转燃料燃烧将化学能转化为内能，又通过做化为内能，又通过做功将内能转化为机械功将内能转化为机械能能看到的现象：看到的现象：塞子被冲出塞子被冲出能量的转化情况：水蒸气的内能水蒸气的内能塞子的机械能塞子的机械能 如图，在试管

2、内装些水，如图，在试管内装些水，用橡胶塞住管口，将水加用橡胶塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。热一段时间，观察现象。讨论这个过程中不同形式讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。的能量之间转化的情况。燃料燃烧燃料燃烧: 化学能化学能内能内能 (通过热传递被水吸收）通过热传递被水吸收）塞子被推开：塞子被推开：2 2、种类：、种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机 一、热机一、热机1 1、定义：、定义：利用内能做功的机械利用内能做功的机械。蒸汽机蒸汽机 有一个锅炉室有一个锅炉室, ,把水加热把水加热, ,当水受热当水受热气化后变成水蒸汽气化后变成水蒸汽,

3、 ,同时体积膨胀同时体积膨胀, ,靠巨靠巨大的气压来推动活塞大的气压来推动活塞运动运动, ,产生机械能产生机械能内燃机内燃机 燃料直接在发动机汽缸内燃烧燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机产生动力的热机汽轮机汽轮机 将蒸汽的热能转换为机械能的将蒸汽的热能转换为机械能的叶轮式旋转原动机叶轮式旋转原动机喷气发动机喷气发动机 是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃

4、机。机。4.4.内燃机的种类内燃机的种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机内燃机有内燃机有汽油机汽油机和和柴油机柴油机两种两种 (2)(2)柴油机柴油机3 3、内燃机分为、内燃机分为汽油机汽油机和和柴油机柴油机两大类两大类 由于柴油机工作中压强较大，要求零件结构由于柴油机工作中压强较大，要求零件结构强度高，因此较笨重，主要应用在载重汽车、拖强度高，因此较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。拉机、坦克、火车、轮船上。二、汽油机二、汽油机1 1、汽油机结构：、汽油机结构：气缸、火花塞、进气门、出气缸、火花塞、进气门、出气门、活塞、连杆、曲轴气门、活塞、连杆、曲轴1

5、1）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二、汽油机：二、汽油机：汽油机结构图汽油机结构图火花塞火花塞活塞活塞排气门排气门进气门进气门汽缸汽缸连杆连杆曲轴曲轴1 1）一个冲程：）一个冲程：活塞在活塞在汽缸内往复运动时，汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一另一端的过程叫做一个冲程。个冲程。2 2、汽油机的工作过程：、汽油机的工作过程：2 2）四个冲程）四个冲程吸气冲程、压缩冲程、吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程做功冲程、排气冲程这四个冲程组成一个工作这四个冲程组成一个工作循环循环 进气门打开，排进气

6、门打开，排气门关闭，活塞向下气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的运动，汽油和空气的混合物进入汽缸。混合物进入汽缸。1 1）吸气冲程吸气冲程 进气门和排气门进气门和排气门都关闭，活塞向上运都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压动，燃料混合物被压缩，（压强增大，温缩，（压强增大，温度升高）。度升高）。2 2）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 在压缩冲程未尾，在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高温高压的燃气。高温高压的气体推动活塞向下压的气体推动活塞向下运动，并通过连杆带动运动，并通过连杆带动曲轴

7、转动，对外做功。曲轴转动，对外做功。3 3）做功冲程）做功冲程能量转化？能量转化？机械能机械能内能内能从而使得汽车获得动力从而使得汽车获得动力 进气门保持关闭，排气进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。把废气排出气缸。4 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做功冲程做功冲程排气冲程做功冲程24汽缸内喷出汽油和空气的混合物汽缸内喷出汽油和空气的混合物 如此循环如此循环带动汽油机外轮（动能）带动汽油机外轮（动能）推动活塞（动能）推动活塞（动能）汽油在汽缸燃烧（内能）汽油在汽缸燃烧（内能）火花塞点火火花塞点火汽油机外轮惯性（动能）压缩汽缸汽油

8、机外轮惯性（动能）压缩汽缸汽缸内喷出汽油汽缸内喷出汽油推动活塞（动能）推动活塞（动能） 带动汽油机外轮（动能）带动汽油机外轮（动能）火花塞点火火花塞点火 汽油在汽缸燃烧（内能）汽油在汽缸燃烧（内能） 一单缸四冲程汽油机转速一单缸四冲程汽油机转速1200r/min1200r/min，则每秒钟完成多少个冲程？做功多少次？则每秒钟完成多少个冲程？做功多少次？1200r/min1200r/min的意思是的意思是 每分钟转每分钟转12001200圈圈每秒钟转每秒钟转 圈圈一个循环转一个循环转 圈圈 所以共所以共 个循环个循环一个循环一个循环 个冲程个冲程 所以共所以共 个冲程个冲程 每每4 4个冲程中有

9、个冲程中有 个做功冲程个做功冲程 所以共做功所以共做功 次次20202 210104 4404011010汽油机汽油机柴油机柴油机三、柴油机三、柴油机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1 1、构造、构造2 2、柴油机工作过程、柴油机工作过程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（1）吸气冲程）吸气冲程空气空气 进气门打开，进气门打开，排气门关闭。活塞由上排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气端向下端运动，将空气吸进气缸。吸进气缸。（2）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，

10、活塞向上运动，活塞把空气压活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火内空气温度已超过柴油的着火点。点。（3）做功冲程）做功冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。通过连杆带动曲轴转动。（4）排气冲程）排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气

11、开，活塞向上运动，把废气排出气缸。排出气缸。四、四、想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？1 1）每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲）每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。2 2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。其余三个冲程靠飞轮惯性完成。3 3）一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮）一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。转动两周，做功一次。1 1、汽油机和柴油机的

12、相同点、汽油机和柴油机的相同点1 1）构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴）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。油机气缸顶部有喷油嘴。2 2 ）燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴）燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。油机的燃料是柴油。3 3 ）吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混）吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。合气体，柴油机只吸进空气。4 4 ）点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油）点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。机属压燃式点火。2 2、汽油机和柴油机的不同点、汽油机和柴油机的不同点五、内燃机的应用五、内燃机的应

13、用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(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，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上面。（输出功率比汽油机大）课堂小结课堂小结一、热机一、热机2 2、种类：、种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机1 1、定义：、定义：利用内能做功的机械利用内能做功的机械。3 3、能量转化、能量转化二、汽油机与柴油机二、汽油机与柴油机1 1、构造、构造2 2、工作过程：四个冲程、工作过程：四个冲程3 3、不同点、不同点布置作业布置作业练习册练习册P8 P8

14、 第第7 7、8 8、9 9题题即将告别舞台的蒸汽机车即将告别舞台的蒸汽机车涡轮（喷气）发动机涡轮（喷气）发动机火箭发动机火箭发动机柴油机的效率：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！思考：思考：在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？做有用功做有用功的能量的能量废气带走废气带走的能量的能量汽缸散热汽缸散热及摩擦损及摩擦损失的能量失的能量热机的效率：热机的效率：用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比放出的能量之比