初三物理：2-1.2節(jié)《熱機(jī)》課件

1、熱機(jī)復(fù)習(xí)引入復(fù)習(xí)引入1 1、改變內(nèi)能的方式有哪兩種？改變內(nèi)能的方式有哪兩種？2 2、反過來(lái)內(nèi)能也可通過熱傳遞、反過來(lái)內(nèi)能也可通過熱傳遞和對(duì)外做功面被應(yīng)用，那么內(nèi)能和對(duì)外做功面被應(yīng)用，那么內(nèi)能有哪些方面的應(yīng)用呢？有哪些方面的應(yīng)用呢？ 利用內(nèi)能來(lái)加熱利用內(nèi)能來(lái)加熱 如：生火煮飯；生火取曖；熱如：生火煮飯；生火取曖；熱水袋取曖；在太陽(yáng)下曬水稻；用高水袋取曖；在太陽(yáng)下曬水稻；用高爐熔化鐵等。爐熔化鐵等。（注意：利用內(nèi)能加熱的過程，內(nèi)能（注意：利用內(nèi)能加熱的過程，內(nèi)能并沒有轉(zhuǎn)化成其它形式能，中是內(nèi)能并沒有轉(zhuǎn)化成其它形式能，中是內(nèi)能從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上）從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體上）利用內(nèi)能來(lái)做功

2、利用內(nèi)能來(lái)做功1 1、此過程中能量轉(zhuǎn)化：燃料的、此過程中能量轉(zhuǎn)化：燃料的（ ）能轉(zhuǎn)化為（）能轉(zhuǎn)化為（ ）能。）能。傳給水和水蒸氣，然后水蒸氣膨脹傳給水和水蒸氣，然后水蒸氣膨脹對(duì)軟木塞做功，將塞子沖出，此過對(duì)軟木塞做功，將塞子沖出，此過程是，水蒸氣的（程是，水蒸氣的（ ）能轉(zhuǎn)化為）能轉(zhuǎn)化為塞子的（塞子的（ ）能。）能。2 2、利用內(nèi)能做功的過程，是內(nèi)能、利用內(nèi)能做功的過程，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程。轉(zhuǎn)化為其它形式能的過程。化學(xué)化學(xué)內(nèi)內(nèi)內(nèi)內(nèi)機(jī)械機(jī)械上面裝置就是一個(gè)簡(jiǎn)單原始的熱機(jī)上面裝置就是一個(gè)簡(jiǎn)單原始的熱機(jī)熱機(jī)就是燃料燃燒獲取熱機(jī)就是燃料燃燒獲取內(nèi)內(nèi)能能并轉(zhuǎn)化為并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能的的裝置裝置

3、燃料的燃料的化學(xué)能化學(xué)能水蒸氣水蒸氣的內(nèi)能的內(nèi)能木塞木塞機(jī)械機(jī)械 能能燃燒燃燒做功做功 一、一、熱機(jī)的作用：熱機(jī)的作用： 燃料的燃料的化學(xué)能化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，能，又通過做功，把把內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成機(jī)械機(jī)械能能。從而使機(jī)械獲。從而使機(jī)械獲得動(dòng)力。得動(dòng)力。熱機(jī)的種類熱機(jī)的種類1 1、蒸氣機(jī)、蒸氣機(jī)-最早最早的熱機(jī)的熱機(jī)-瓦特瓦特 發(fā)發(fā) 明明2 2、汽輪機(jī)、汽輪機(jī)3 3、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)4 4、內(nèi)燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)5 5、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 三、內(nèi)燃機(jī)三、內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī) 四、四、汽油機(jī)的工作原理汽油機(jī)的工作原理：幾個(gè)名詞：幾個(gè)名詞：1 1、

4、一個(gè)、一個(gè)沖程沖程：2 2、一個(gè)、一個(gè)工作循環(huán)工作循環(huán)： 活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程。缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程。 把這把這四個(gè)沖程四個(gè)沖程稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。工作循環(huán)。1.1.內(nèi)燃機(jī)和種類內(nèi)燃機(jī)和種類(1)(1)汽油機(jī)汽油機(jī)(2)(2)柴油機(jī)柴油機(jī)構(gòu)造構(gòu)造工作原理工作原理汽油機(jī)完整工作過程汽油機(jī)完整工作過程構(gòu)造構(gòu)造工作原理工作原理汽油機(jī)的構(gòu)造汽油機(jī)的構(gòu)造火花塞火花塞氣缸氣缸進(jìn)氣門進(jìn)氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的沖程沖程和和工作循環(huán)工作循環(huán)汽油機(jī)工作原理汽油機(jī)

5、工作原理吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程汽油和空氣汽油和空氣 進(jìn)氣門打開，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉。活?；钊缮隙讼蛳露擞缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，汽油和空汽油和空氣組成的燃料混氣組成的燃料混合合物從進(jìn)氣門吸物從進(jìn)氣門吸入氣缸。入氣缸。 進(jìn)氣門和排進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫，壓強(qiáng)增大，溫度升高。度升高。壓縮沖程壓縮沖程（能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能機(jī)械能內(nèi)能內(nèi)能） 在壓縮沖程末尾，在壓縮沖程末尾，火花火花塞產(chǎn)生電火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高

6、溫高壓的燃?xì)馊紵?，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能做功沖程做功沖程點(diǎn)火方式：點(diǎn)火方式：點(diǎn)燃式點(diǎn)燃式排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進(jìn)氣門關(guān)進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打閉，排氣門打開，活塞向上開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。排出氣缸。柴油機(jī)的構(gòu)造柴油機(jī)的構(gòu)造噴油嘴噴油嘴進(jìn)氣門進(jìn)氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門氣缸氣缸曲軸曲軸柴油機(jī)工作原理柴油機(jī)工作原理吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程空氣空氣 進(jìn)氣門打開，進(jìn)氣門打開，

7、排氣門關(guān)閉?；钆艢忾T關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露巳缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)，將空氣空氣吸吸進(jìn)氣缸。進(jìn)氣缸。（注意：（注意：吸入的吸入的只是空氣只是空氣）壓縮沖程壓縮沖程 進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞把空，活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞把空氣壓縮得很小，氣壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高。更大，溫度更高。在壓縮沖在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點(diǎn)。柴油的著火點(diǎn)。（能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化：機(jī)械能機(jī)械能內(nèi)能內(nèi)能） 在壓縮沖程末，從噴油在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫

8、高壓的燃?xì)?，推?dòng)活高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。做功沖程做功沖程能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能機(jī)械能點(diǎn)火方式：點(diǎn)火方式：壓燃式壓燃式排氣沖程排氣沖程 進(jìn)氣門關(guān)閉進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，排氣門打開，活塞向上運(yùn)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排動(dòng)，把廢氣排出氣缸。出氣缸。廢氣廢氣2.2.內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng) 內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動(dòng)。開始內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動(dòng)。開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠外力外力使飛輪和曲使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由曲軸通過連桿軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，以后內(nèi)燃機(jī)才帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。能自己工作。3.3

9、.內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用 汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、飛機(jī)和小型汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。(1)(1)汽油機(jī)的應(yīng)用汽油機(jī)的應(yīng)用(2)(2)柴油機(jī)的應(yīng)用柴油機(jī)的應(yīng)用 柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，主柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上面。要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上面。想想議議：想想議議： 汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程有汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？1 1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似?；緲?gòu)造和主要部件的作用相似。2 2 每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸

10、吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。程。3 3 四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性飛輪慣性完成。完成。4 4 一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周兩周，燃料對(duì)外做功一次。，燃料對(duì)外做功一次。相同相同點(diǎn)點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)1 1構(gòu)造不同：汽油機(jī)氣缸頂有火花塞，而柴油構(gòu)造不同：汽油機(jī)氣缸頂有火花塞，而柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴。機(jī)氣缸頂部有噴油嘴。2 2 燃料不同：汽油機(jī)的燃料是燃料不同：汽油機(jī)的燃料是汽油汽油，而柴油，而柴油機(jī)的燃料是機(jī)的燃料是柴油柴油。3

11、 3 吸氣不同：汽油機(jī)吸進(jìn)吸氣不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣的混合汽油和空氣的混合氣體氣體，柴油機(jī)，柴油機(jī)只吸進(jìn)空氣只吸進(jìn)空氣。4 4 點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油機(jī)點(diǎn)火，柴油機(jī)屬屬壓燃式壓燃式點(diǎn)火。點(diǎn)火。汽油機(jī)的效率：汽油機(jī)的效率：2030%柴油機(jī)的效率：柴油機(jī)的效率：3045%你認(rèn)為它們的效率比你想象的高？還是低？你猜想：汽油機(jī)、柴油機(jī)的效率你猜想：汽油機(jī)、柴油機(jī)的效率大約是多少？猜猜看！大約是多少？猜猜看！1.1.四沖程汽油機(jī)的工作過程由四沖程汽油機(jī)的工作過程由( ).( ).( ( ).( ).( ).( ).( )四個(gè)沖程組成的四個(gè)沖程組成的. .2.2.四

12、沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī), ,由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( ( ) )沖程沖程, ,做功沖程是做功沖程是( )( )能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為( )( )能能. . 3.3.汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油機(jī)吸入汽缸的是( ),( ),點(diǎn)火方式是點(diǎn)火方式是( ).( ).柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油機(jī)吸入汽缸的是( ),( ),點(diǎn)火方式是點(diǎn)火方式是( ( ). ). 4.4.某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min,3600R/min,則則它每秒鐘對(duì)外做功它每秒鐘對(duì)外做功( )( )次次. .5.5.四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛機(jī)的四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛機(jī)的( )

13、( )來(lái)完成來(lái)完成. . 思考思考: :二、燃料及其熱值二、燃料及其熱值 燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過程中，儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能被釋過程中，儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。料燃燒放出的熱量是不同的。熱值熱值：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃 燒所放出的熱量。其符號(hào)是燒所放出的熱量。其符號(hào)是q。熱值單位：熱值單位：J/kg, (J/m3)熱值單位：熱值單位：J/kg, (J/m3)P139一些燃料的熱值一些燃料的熱值。木炭木炭: 3.4107J/kg物理意義物

14、理意義:1千克木炭完全燃燒時(shí)放出千克木炭完全燃燒時(shí)放出的熱量是的熱量是3.4107J煤氣煤氣: 3.9107J/m3物理意義物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時(shí)放立方米煤氣完全燃燒時(shí)放出的熱量是出的熱量是3.9107J計(jì)算熱量公式：計(jì)算熱量公式：Q放放=mq (即質(zhì)量乘以熱值即質(zhì)量乘以熱值)燃料燃燒釋放的能量用來(lái)開動(dòng)熱機(jī)，燃料燃燒釋放的能量用來(lái)開動(dòng)熱機(jī)，這些能量不會(huì)全部用來(lái)做有用功。這些能量不會(huì)全部用來(lái)做有用功。廢氣帶廢氣帶走走機(jī)件發(fā)機(jī)件發(fā)熱散失熱散失機(jī)件摩機(jī)件摩擦損失擦損失燃料燃燒燃料燃燒產(chǎn)生能量產(chǎn)生能量在熱機(jī)的在熱機(jī)的各種能量各種能量的損失中的損失中, ,廢氣帶走廢氣帶走的能量最的能量最多多. .設(shè)法利用熱機(jī)廢氣的設(shè)法利用熱機(jī)廢氣的能量，是提高燃料利能量，是提高燃料利用率的重要措施。用率的重要措施。做有做有用功用功燃燒燃燒不完不完全全熱機(jī)效率：用來(lái)做有用功的那部分能熱機(jī)效率：用來(lái)做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。量與燃料完全燃燒放出的能量之比。蒸氣機(jī)效率最低：蒸氣機(jī)效率最低：6%15%；汽油機(jī)效率：汽油機(jī)效率：20%30%；柴油機(jī)效率：柴油機(jī)效率：30%45%。