九年級熱機

1、第十四章內(nèi)能的利用第十四章內(nèi)能的利用熱機熱機 知識目標：1、了解四沖程汽油機的基本工作原理。2、從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。3、了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義。4、通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移認識效率。一、內(nèi)能的獲得一、內(nèi)能的獲得： 從能量轉(zhuǎn)化的角度分析：化學內(nèi)二、內(nèi)能的利用：二、內(nèi)能的利用： 1 1、直接加熱物體、直接加熱物體 熱能除了帶給人類溫暖以外，還能做什么呢？ 試管中的蒸汽將軟木塞推出去，軟木塞獲得了動能，蒸汽的內(nèi)能_。減小水沸騰后：水沸騰后：現(xiàn)象現(xiàn)象:軟木塞軟木塞_; _有有“白氣白氣”產(chǎn)產(chǎn)生生.沖出管口分析分析:_ 對木塞做功對木塞做功,內(nèi)能內(nèi)能 _, 溫度溫度_成小水珠成小

2、水珠.水蒸氣減小降低液化能量轉(zhuǎn)化：能量轉(zhuǎn)化：_轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為_。內(nèi)能機械能總結(jié)：內(nèi)能的利用：總結(jié)：內(nèi)能的利用： 1、利用內(nèi)能、利用內(nèi)能_。飛飛機機飛飛行，汽行，汽車車行行駛駛，火箭升空，火箭升空，發(fā)動發(fā)動機工作機工作時時的能量的能量轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化？化？2、利用內(nèi)能、利用內(nèi)能_。加熱做功塞子沖出的過程中，能量的轉(zhuǎn)化：塞子沖出的過程中，能量的轉(zhuǎn)化：燃料的燃料的_能能水蒸氣的水蒸氣的_塞子運動的塞子運動的_;熱機的能量轉(zhuǎn)換：熱機的能量轉(zhuǎn)換：燃料的燃料的_能能_；做功做功燃燒燃燒熱機是把熱機是把_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_能的機器。能的機器。一、熱機的定義一、熱機的定義化學內(nèi)能機械能化學內(nèi)能機械能內(nèi)機械二、熱機的種類：

3、二、熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、火箭蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、火箭 內(nèi)燃機內(nèi)燃機1、工作原理：、工作原理：2、分類：、分類：燃料在燃料在_內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體對活塞內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體對活塞_。_和和_ 兩種兩種 。汽缸做功汽油機柴油機1 1、汽油機的構(gòu)造、汽油機的構(gòu)造火花塞火花塞汽缸汽缸進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸1 1、汽油機的構(gòu)造、汽油機的構(gòu)造1、觀察圖回答汽油機的構(gòu)造：、觀察圖回答汽油機的構(gòu)造：上部有上部有 和和 ，頂部有頂部有 。主體是主體是 ，內(nèi)有，內(nèi)有 ,它通過它通過 _ 與與 相連。相連。汽缸汽缸活塞活塞連桿連桿曲軸

4、曲軸進氣門進氣門排氣門排氣門火花塞火花塞 內(nèi)燃機（汽油機）的工作原理沖程：1、活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程2、內(nèi)燃機的一個工作循環(huán) 有四個沖程,分別是： _沖程、_沖程、 _沖程、_沖程。2、吸氣壓縮做功排氣 內(nèi)燃機（汽油機）的工作原理吸氣沖程：進氣門_，排氣門_，活 塞 向 _ _ _ 運 動 ，_的混合物進入氣缸。（怎樣進入汽缸的？）曲軸轉(zhuǎn)_周。2、打開關(guān)閉下汽油和空氣半 內(nèi)燃機（汽油機）的工作原理壓縮沖程： 進氣門和排氣門_，活塞向_運動，燃料混合物被_。內(nèi)能變_能量轉(zhuǎn)化：_都關(guān)閉上壓縮曲軸轉(zhuǎn)_周。半機械能內(nèi)能大第一沖程第一沖程： 。進氣門。進氣門 ，排，排氣門氣門

5、，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運動，運動， 和和 的混合物從的混合物從 被吸入汽缸。當被吸入汽缸。當活塞運動到汽缸的最下端活塞運動到汽缸的最下端，_ 關(guān)關(guān)閉，閉， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動 圈。圈。第二沖程第二沖程： .進氣門進氣門 和排氣和排氣門門 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運動，運動，燃料的混合物被燃料的混合物被 ，汽缸內(nèi)溫度，汽缸內(nèi)溫度 ，氣壓氣壓 。曲軸轉(zhuǎn)動。曲軸轉(zhuǎn)動 圈。在此過程中，圈。在此過程中， 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。吸氣沖程吸氣沖程打開打開關(guān)閉關(guān)閉上端上端下下汽油汽油空氣空氣進氣門進氣門進氣門進氣門半半都關(guān)閉都關(guān)閉下端下端上上壓縮壓縮升高升高增大增大半半機械能機械能 內(nèi)能內(nèi)能壓縮

6、沖壓縮沖程程2、 內(nèi)燃機（汽油機）的工作原理做功沖程： 在壓縮沖程結(jié)束時，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體。 高溫高壓的氣體推動活塞向_運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動,對外_。下做功內(nèi)能機械能能量轉(zhuǎn)化：2、 內(nèi)燃機（汽油機）的工作原理排氣沖程：進氣門_，排氣門_，活塞向_運動，把_排出氣缸。廢氣上打開關(guān)閉半曲軸轉(zhuǎn)_周。第三沖程第三沖程： 。在壓縮沖程末，火。在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花（花塞產(chǎn)生電火花（點燃式點燃式），燃料混合物?。?，燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生烈燃燒，產(chǎn)生 的燃氣，推動活塞的燃氣，推動活塞由汽缸向由汽缸向 運動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)運動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動，動， 曲軸

7、轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動 圈。圈。在此沖程中，在此沖程中， 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化 。第四沖程第四沖程： 。進氣門。進氣門 ，排氣，排氣門門 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 運動，運動， 把廢氣排出汽缸。當活塞運動到汽缸的最上把廢氣排出汽缸。當活塞運動到汽缸的最上 端，端， 關(guān)閉，關(guān)閉， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動 圈。圈。內(nèi)燃機內(nèi)燃機 MP4_320 x240_clip.mp4做功沖程做功沖程高溫高壓高溫高壓下下半半內(nèi)能內(nèi)能機械能機械能排氣沖程排氣沖程關(guān)閉關(guān)閉打開打開下端下端上上排氣門排氣門半半小結(jié)：小結(jié)：汽油機一個工作循環(huán)包括汽油機一個工作循環(huán)包括 沖程，沖程，活塞往復(fù)活塞往復(fù) 次，曲軸轉(zhuǎn)動次，曲軸轉(zhuǎn)動 圈，與曲軸圈，與

8、曲軸相連的飛輪也轉(zhuǎn)相連的飛輪也轉(zhuǎn)_圈，做功圈，做功 次。有次。有 次能量轉(zhuǎn)化。次能量轉(zhuǎn)化。汽油機工作的四個沖程中，只有汽油機工作的四個沖程中，只有_ 燃氣對外做功，其他三個沖程都是輔助燃氣對外做功，其他三個沖程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的沖程，要靠安裝在曲軸上的 _ 來完成。必須靠來完成。必須靠外力外力來啟動來啟動.做功沖程做功沖程飛輪的慣性飛輪的慣性422122汽車在開動前，是如何使內(nèi)汽車在開動前，是如何使內(nèi)燃機起動的？燃機起動的？答：答：通過通過_先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，消耗軸通過連桿帶動活塞運動，消耗_能來幫助內(nèi)能來幫助內(nèi)燃機完

9、成吸氣、壓縮兩個沖程燃機完成吸氣、壓縮兩個沖程. .內(nèi)燃機一旦開始做內(nèi)燃機一旦開始做功，功，_能就會轉(zhuǎn)化成曲軸的能就會轉(zhuǎn)化成曲軸的_能。這時曲能。這時曲軸獲得的機械能一部分通過做功，一部分通過飛軸獲得的機械能一部分通過做功，一部分通過飛輪（與曲軸相連的質(zhì)量較大的輪子）保存起來。輪（與曲軸相連的質(zhì)量較大的輪子）保存起來。然后依靠飛輪的然后依靠飛輪的_性再反過來向外輸出帶動曲性再反過來向外輸出帶動曲軸轉(zhuǎn)動，靠消耗飛輪的軸轉(zhuǎn)動，靠消耗飛輪的_能完成排氣以及下能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機就可連續(xù)工作一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機就可連續(xù)工作下去了。下去了。在做功沖程燃氣對活在做功沖程

10、燃氣對活塞做功，塞做功，_能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化為為_能能。其余三個。其余三個沖程靠沖程靠消耗飛輪的消耗飛輪的_來完成來完成. . 內(nèi)燃機（汽油機）的工作原理內(nèi)燃機的連續(xù)工作汽油機的工作原理-4 好.exe汽油機工作原理汽油機工作原理思考：思考：1. 在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化？在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生能量的轉(zhuǎn)化？壓縮沖程：壓縮沖程：機械能機械能內(nèi)能內(nèi)能做功沖程：做功沖程：機械能機械能內(nèi)能內(nèi)能2. 哪個沖程獲得動力？哪個沖程獲得動力？做功沖程。做功沖程。（其它三個沖程又叫做輔助沖程。）（其它三個沖程又叫做輔助沖程。）3、一個工作循環(huán)由四個沖程組成，每個工作循、一個工作循環(huán)由四個沖程組成，每個

11、工作循環(huán)活塞往復(fù)運動環(huán)活塞往復(fù)運動_次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動_周，周，對外做對外做_次功。輔助沖程是靠飛輪的次功。輔助沖程是靠飛輪的_性完成性完成的。的。3、柴油機、柴油機柴油機也是常柴油機也是常見的熱機。它見的熱機。它是用是用_作作為燃料來工作為燃料來工作的熱機。的熱機。柴油機的構(gòu)造柴油機的構(gòu)造_3、柴油機、柴油機柴油機的柴油機的工作原理工作原理與汽油機與汽油機大致相同，大致相同，如圖是柴如圖是柴油機的結(jié)油機的結(jié)構(gòu)圖，構(gòu)圖，與汽油機與汽油機比較一下比較一下,想一想它想一想它是怎樣工是怎樣工作的。作的。吸氣沖程吸氣沖程空氣 進氣門進氣門_，排氣門排氣門_?；钊苫钊蒧端向端向_端

12、端運動，將運動，將_吸進氣吸進氣缸缸?？諝鈮嚎s沖程壓縮沖程 進氣門和排氣門進氣門和排氣門_，活塞向活塞向_運動，活塞把空運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強氣壓縮得很小，空氣的壓強更更_，溫度更，溫度更_。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點。度已超過柴油的著火點。大高做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末，從在壓縮沖程末，從_噴出的霧狀噴出的霧狀_遇到熱空遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞溫高壓的燃氣，推動活塞向向_運動，并通過連桿運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。帶動曲軸轉(zhuǎn)動。噴油嘴柴油排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣 進氣門進氣門

13、_，排氣門，排氣門_，活塞向，活塞向_運運動，把動，把_排出氣缸。排出氣缸。吸氣沖程：柴油機吸入汽缸中的只是吸氣沖程：柴油機吸入汽缸中的只是_而不像汽油而不像汽油機那樣吸入的是機那樣吸入的是_的混合物。的混合物。壓縮沖程：活塞將汽缸內(nèi)的空氣壓縮沖程：活塞將汽缸內(nèi)的空氣壓縮成高溫壓縮成高溫的氣體，的氣體，其溫度超過柴油的燃點。其溫度超過柴油的燃點。做功沖程：在壓縮沖程的最后狀態(tài)，由做功沖程：在壓縮沖程的最后狀態(tài)，由_向汽缸內(nèi)向汽缸內(nèi)噴射霧狀的噴射霧狀的_，這些霧狀的，這些霧狀的_在汽缸內(nèi)高溫的在汽缸內(nèi)高溫的空氣中燃燒起來，這種點火方式稱為空氣中燃燒起來，這種點火方式稱為_式。由于霧式。由于霧狀柴

14、油的燃燒，使得汽缸內(nèi)的狀柴油的燃燒，使得汽缸內(nèi)的壓強急劇增大壓強急劇增大，氣體對，氣體對活塞做功，將活塞推向汽缸的下端?；钊龉?，將活塞推向汽缸的下端。排氣沖程：與汽油機的情況相同，都是把廢氣排出汽排氣沖程：與汽油機的情況相同，都是把廢氣排出汽缸，為下一個循環(huán)做好準備。缸，為下一個循環(huán)做好準備。與汽油機的與汽油機的異異同？同？柴油機比汽油機要柴油機比汽油機要笨重笨重些，但柴油些，但柴油機的機的效率效率_，功率功率_，并且，并且柴油的價格又比汽油柴油的價格又比汽油便宜便宜，因而多，因而多用在拖拉機、坦克、輪船、內(nèi)燃機用在拖拉機、坦克、輪船、內(nèi)燃機車、載重汽車以及小型發(fā)電機上。車、載重汽車以及小型

15、發(fā)電機上。 柴油機柴油機柴油機分別在火車柴油機分別在火車, ,坦克坦克, ,輪船和挖土機輪船和挖土機上的運用上的運用. .汽油機和柴油機的異同汽油機和柴油機的異同 課堂小結(jié)課堂小結(jié)1.熱機熱機.2.內(nèi)燃機分為汽油機和柴油內(nèi)燃機分為汽油機和柴油機機.3.汽油機和柴油機的相同點汽油機和柴油機的相同點和不同點和不同點.1.四沖程汽油機的工作過程由四沖程汽油機的工作過程由( ).( ).( ).( )四四個沖程組成的個沖程組成的.2.四沖程汽油機四沖程汽油機,由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是由機械能轉(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.汽油機吸入汽缸的是汽油機

16、吸入汽缸的是( ),點火方式是點火方式是( ).柴油機柴油機吸入汽缸的是吸入汽缸的是( ),點火方式是點火方式是( ). 思考思考: :知識應(yīng)用知識應(yīng)用2某四沖程汽油機某四沖程汽油機,曲軸轉(zhuǎn)速曲軸轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分分,則該汽油機則該汽油機每秒每秒做功做功 次次,有有 個沖程個沖程, 飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn) 周周.1.單缸四沖程內(nèi)燃機完成單缸四沖程內(nèi)燃機完成40個沖程個沖程,關(guān)于做功和飛關(guān)于做功和飛輪轉(zhuǎn)動的情況輪轉(zhuǎn)動的情況,下列說法正確的是下列說法正確的是( )A.做功做功10次次,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)40周周B.做功做功40次次,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)20周周C.做功做功10次次,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)20周周D.做功做功20次

17、次,飛輪轉(zhuǎn)飛輪轉(zhuǎn)10周周 C104020第二課時第二課時 燃料及其熱值：燃料及其熱值： 柴、煤炭、煤油、煤氣、天然氣；柴、煤炭、煤油、煤氣、天然氣；一、燃料的分類：一、燃料的分類： 固體燃料、液體燃料和氣體燃料。固體燃料、液體燃料和氣體燃料。例如：例如：二、二、 燃料燃燒的化學反應(yīng)：燃料燃燒的化學反應(yīng)： 能量轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化： 作用：作用： 猜測：猜測： 化學能化學能-內(nèi)能內(nèi)能/熱能；熱能；給人類提供絕大部分能量，來加熱或做功；給人類提供絕大部分能量，來加熱或做功；相同質(zhì)量的不同燃料，完全燃燒時放出的熱量相同嗎 ？三、熱值三、熱值 燃料的燃燒是一種化學反應(yīng)，燃燒燃料的燃燒是一種化學反應(yīng)，燃燒過程中

18、，儲存在燃料中的化學能被釋過程中，儲存在燃料中的化學能被釋放，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)量的不同燃料完全燃燒放出的熱量是不同的。料完全燃燒放出的熱量是不同的。1、定義、定義：2、單位，符號單位，符號：（類比：速度或密度的單位 ）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。其符號是燒所放出的熱量。其符號是q。J/kg, (J/m3)3 3、燃料的熱值表、意義：、燃料的熱值表、意義： (7.18.8) 10107 7 J Jm m-3-3 天然氣天然氣3.010107 7 J Jkgkg-1-1 酒精酒精約約3.910107 7 J Jm m-3-

19、3 煤氣煤氣3.410107 7 J Jkgkg-1-1木炭木炭1.410108 8 J Jkgkg-1-1 氫氫3.010107 7 J Jkgkg-1-1焦炭焦炭4.610107 7 J Jkgkg-1-1 汽油汽油約約3.410107 7 J Jkgkg-1-1無煙煤無煙煤4.610107 7 J Jkgkg-1-1煤油煤油約約2.910107 7 J Jkgkg-1-1 煙煤煙煤3.310107 7 J Jkgkg-1-1 柴油柴油約約1.210 10 7 7J Jkgkg-1-1 干干木柴木柴P139一些燃料的熱值一些燃料的熱值 木炭木炭: 3.4107J/kg1千克木炭千克木炭完全

20、完全燃燒時放出的熱量是燃燒時放出的熱量是3.4107J.煤氣煤氣: 3.9107J/m3物理意義物理意義:1立方米煤氣立方米煤氣完全完全燃燒時放出的熱量是燃燒時放出的熱量是3.9107J.物理意義物理意義:練習： 1kg汽油的熱值小，2kg汽油的熱值大？ 1m天然氣完全燃燒的熱值大，未完全燃燒的熱值小？ 1kg干木柴完全燃燒放出的熱量？2kg？四、計算熱量公式：四、計算熱量公式：1，公式：，公式：Q放放=mq (即質(zhì)量乘以熱值即質(zhì)量乘以熱值)2，例題：，例題： 小明某次用火爐燒水時，共消耗了小明某次用火爐燒水時，共消耗了1.5kg的的煙煙 煤，試計算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的煤，試計算這些煙

21、煤完全燃燒放出多少焦的 熱量（煙煤的熱值熱量（煙煤的熱值q=2.7107J/kg)?解：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107J答：這些煤完全燃燒放出的熱量為答：這些煤完全燃燒放出的熱量為4.05107JQ=mq 5kg40的水燒開，需要完全燃燒的多少kg的干木柴？（燃料完全燃燒放熱全部被水吸收）五、燃料的利用率：五、燃料的利用率： 思考：思考： 上例中小明燒水用了上例中小明燒水用了1.5kg的煙煤，這些煤的煙煤，這些煤 完全燃燒放出的熱量為完全燃燒放出的熱量為4.05107J，實際放，實際放 出的熱量是出的熱量是4.05107J嗎？為什么？水實際嗎？為什么？水實際 吸

22、收的熱量呢？吸收的熱量呢？水實際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。水實際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。五、燃料的利用率：五、燃料的利用率： 1、爐子的效率：、爐子的效率： =Q吸吸Q放放=cmtmq1)定義：定義：2）公式：）公式：有效利用的熱量（水吸收的熱量）與有效利用的熱量（水吸收的熱量）與燃料完燃料完 全燃燒放出的熱量之比。全燃燒放出的熱量之比。五、燃料的利用率：五、燃料的利用率： 2、提高燃料利用率，節(jié)約能源的措施：、提高燃料利用率，節(jié)約能源的措施：1）使煤充分燃燒：將煤磨成煤粒，加大）使煤充分燃燒：將煤磨成煤粒，加大 送風量。送風量。2）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量：）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量：五、燃料的利用率：五、燃料的利用率： 3 3、熱機的效率：、熱機的效率： 1 1）定義：）定義：用來做有用功的那部分能量與燃用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。料完全燃燒放出的能量之比。2）公式：）公式： =Q放放W有有3）在內(nèi)燃機中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？）在內(nèi)燃機中，燃料所釋放的能量都到哪里去了？做有用功做有用功的能量的能量廢氣帶走廢氣帶走的能量的能量汽缸散熱汽缸散熱及摩擦損及摩擦損失的能量失的能量損耗損耗1：_損耗損耗2：損耗損耗3：_燃料燃燒燃料燃燒產(chǎn)生能量產(chǎn)生能量在熱機的在熱機的