物理：熱機課件(人教版九年級)2

1、熱機學生觀察學生觀察P135P135頁的實驗，頁的實驗，思考下面的問題：思考下面的問題：1 1、看到了什么現(xiàn)象？、看到了什么現(xiàn)象？ 塞子被沖塞子被沖出，并且瓶口有出，并且瓶口有 生成生成2 2、整個過程中，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的：、整個過程中，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的：燃料燃燒將燃料燃燒將_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_能；傳給能；傳給水和水蒸氣，水蒸氣將塞子推出，將它的水和水蒸氣，水蒸氣將塞子推出，將它的_能轉(zhuǎn)化為塞子的能轉(zhuǎn)化為塞子的_。3 3、上面的裝置就是一個簡單原始的熱機。、上面的裝置就是一個簡單原始的熱機。霧霧化學化學內(nèi)內(nèi)內(nèi)能內(nèi)能機械能機械能二、二、熱機的種類：熱機的種類：蒸氣機、內(nèi)燃機、汽輪機、蒸氣機、內(nèi)燃

2、機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。噴氣發(fā)動機等。一、熱機的定義：一、熱機的定義：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機械的機械三、內(nèi)燃機三、內(nèi)燃機（一）內(nèi)燃機的定義：（一）內(nèi)燃機的定義：（二）內(nèi)燃機的種類：（二）內(nèi)燃機的種類：燃料在機械內(nèi)部燃燒燃料在機械內(nèi)部燃燒的熱機的熱機汽油機、柴油機汽油機、柴油機火花塞火花塞氣缸氣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、汽油機、汽油機（三）內(nèi)燃機的構(gòu)造及工作原理：（三）內(nèi)燃機的構(gòu)造及工作原理：（1 1）構(gòu)造）構(gòu)造吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣（2 2）汽油機的沖程和）汽油機的沖程和工作循環(huán)工作循環(huán)一個沖程：一個沖程： 活塞在汽缸內(nèi)活塞在汽缸內(nèi)往復

3、運動往復運動時，從時，從汽缸的汽缸的一端一端運動到運動到另一端另一端的過程的過程, ,叫做一個沖程。叫做一個沖程。吸氣沖程吸氣沖程汽油和空氣汽油和空氣 進氣門進氣門 ，排氣門排氣門 ?；??；钊扇?運運動，動， 組組成的燃料混合物從進成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。氣門吸入氣缸。打開打開關閉關閉上端向下端上端向下端汽油和空氣汽油和空氣壓縮沖程壓縮沖程 進氣門和排氣門都進氣門和排氣門都關閉關閉，活塞活塞向上向上運動，燃料混合物被運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度壓縮，壓強增大，溫度升高升高。壓縮沖程的過程中能量是壓縮沖程的過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？如何轉(zhuǎn)化的？機械能機械能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能

4、做功沖程做功沖程 在壓縮沖程在壓縮沖程結(jié)束結(jié)束時，火時，火花塞產(chǎn)生花塞產(chǎn)生電火花電火花，使燃料猛，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓高溫高壓的燃的燃氣，推動活塞氣，推動活塞向下向下運動，并運動，并通過連桿帶動曲軸通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動。做功沖程的過程中能量是做功沖程的過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？如何轉(zhuǎn)化的？內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機械能機械能排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進氣門進氣門關閉關閉，排，排氣門氣門打開打開，活塞，活塞向上向上運動，把廢氣排出氣運動，把廢氣排出氣缸。缸。v一個工作循環(huán)：一個工作循環(huán)：v活塞：往復活塞：往復 次。次。v曲軸：轉(zhuǎn)動曲軸：轉(zhuǎn)動 周。周。v完成：完成

5、： 個沖程。個沖程。v對外做功：對外做功： 次。次。v其它沖程：靠其它沖程：靠 來完成。來完成。小結(jié)：兩兩兩兩四四一一飛輪慣性飛輪慣性噴油嘴噴油嘴氣缸氣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）柴油機的構(gòu)造）柴油機的構(gòu)造2 2、柴油機、柴油機吸氣沖程吸氣沖程 進氣門進氣門打開打開，排氣門，排氣門關閉關閉?；钊??；钊缮隙讼蛳露松隙讼蛳露诉\動，將運動，將空氣空氣吸進氣缸。吸進氣缸?？諝饪諝鈮嚎s沖程壓縮沖程 進氣門和排氣門都進氣門和排氣門都關閉關閉，活，活塞塞向上向上運動，活塞把空氣壓縮得運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度很小，空氣的壓強更大，溫度更更高高。在壓縮沖程

6、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度已超過柴油的著火點著火點。壓縮沖程的過程中能量是壓縮沖程的過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？如何轉(zhuǎn)化的？機械能機械能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能做功沖程做功沖程 在在壓縮沖程末壓縮沖程末，從，從噴油嘴噴油嘴噴出的噴出的霧狀柴油霧狀柴油遇到熱空氣立遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓高溫高壓的的燃氣，推動活塞燃氣，推動活塞向下向下運動，并運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。做功沖程的過程中能量是做功沖程的過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？如何轉(zhuǎn)化的？內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機械能機械能排氣沖程排氣沖程 進氣門進氣門關閉關閉，排氣門，排氣門打

7、開打開，活塞，活塞向上向上運動，把運動，把廢氣排出氣缸。廢氣排出氣缸。燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣（四）內(nèi)燃機的啟動（四）內(nèi)燃機的啟動 內(nèi)燃機不能自行啟動。開始運內(nèi)燃機不能自行啟動。開始運轉(zhuǎn)時，要靠轉(zhuǎn)時，要靠外力外力使使飛輪和曲軸飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞活塞運運動，以后內(nèi)燃機才能自己工作。動，以后內(nèi)燃機才能自己工作。（五）內(nèi)燃機的應用（五）內(nèi)燃機的應用 汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面。農(nóng)業(yè)機械上面。(1)(1)汽油機的應用汽油機的應用(2)(2)柴油機的應用柴油機的應用 柴油比較便宜，但柴油機比

8、較笨重，主柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。 汽油機和柴油機有什么汽油機和柴油機有什么 相同點相同點，有什么，有什么不同點不同點？思考：思考：1 1基本基本構(gòu)造構(gòu)造和主要和主要部件部件的作用相似。的作用相似。相同點：相同點：2 2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程四個沖程：吸氣：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3 3 四個沖程中，只有四個沖程中，只有做功沖程對外做功做功沖程對外做功，其余三個沖程靠其余三個沖程靠飛輪慣性飛輪慣性完成。完成。4 4 一個工作沖程中，活塞往復一個

9、工作沖程中，活塞往復兩次兩次， 飛輪轉(zhuǎn)動飛輪轉(zhuǎn)動兩周兩周，做功，做功一次一次。1 1、構(gòu)造不同：、構(gòu)造不同：2 2、燃料不同：、燃料不同：3 3、吸氣不同：、吸氣不同：4 4、點火不同：、點火不同：汽油機氣缸頂有汽油機氣缸頂有火花塞火花塞，而柴油，而柴油機氣缸頂部有機氣缸頂部有噴油嘴噴油嘴。汽油機的燃料是汽油機的燃料是汽油汽油，而柴油，而柴油機的燃料是機的燃料是柴油柴油。汽油機吸進汽油機吸進汽油和空氣的混合氣汽油和空氣的混合氣體體，柴油機只吸進，柴油機只吸進空氣空氣。汽油機屬汽油機屬點燃式點火點燃式點火，柴油機，柴油機屬屬壓燃式點火壓燃式點火。不同點：不同點：學生自學學生自學P138P138頁

10、的頁的“燃料的熱值燃料的熱值”內(nèi)內(nèi)容，思考下面的問題。容，思考下面的問題。1、背景材料：、背景材料：在現(xiàn)代社會，人類所用能量在現(xiàn)代社會，人類所用能量的絕大部分是從燃料的燃燒（將的絕大部分是從燃料的燃燒（將 能能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為 能）中獲得的常用的燃料有：能）中獲得的常用的燃料有：固體燃料，如固體燃料，如 、 等；等；液體燃料，如液體燃料，如 、 等；等；氣體燃料，如氣體燃料，如 、 等等 化學化學內(nèi)內(nèi)木柴木柴煤煤汽油汽油柴油柴油煤氣煤氣天燃氣天燃氣2 2、提出問題、提出問題：根據(jù)你的經(jīng)驗，相同質(zhì)量：根據(jù)你的經(jīng)驗，相同質(zhì)量的不同燃料在完全燃燒時放出的熱量是不的不同燃料在完全燃燒時放出的熱量是不是相同

11、？是相同？3 3、猜想假設、猜想假設：4 4、事實依據(jù)、事實依據(jù)：5 5、思考、思考：放出的熱量不相同放出的熱量不相同質(zhì)量相等的木柴和煤氣完全質(zhì)量相等的木柴和煤氣完全燃燒時放出的熱量不相同燃燒時放出的熱量不相同那么如何表示燃料的這種特性呢？那么如何表示燃料的這種特性呢？四、燃料的熱值四、燃料的熱值1、熱值的物理意義：、熱值的物理意義：2、熱值的定義：、熱值的定義： 符號：符號： 公式：公式： 單位：單位： 強調(diào)：強調(diào)： Q Qmqmq或或 Q QVqVq （q為熱值）為熱值）表示燃料燃燒放出熱量表示燃料燃燒放出熱量的能力強弱的能力強弱1kg1kg某種燃料某種燃料完全燃燒完全燃燒放出的放出的熱量

12、，叫做這種燃料的熱值熱量，叫做這種燃料的熱值 q qJ/kgJ/kgJ/mJ/m3 3它是燃料本身的一種它是燃料本身的一種特性特性，只與燃，只與燃料的料的種類種類有關，與燃料的有關，與燃料的形態(tài)、質(zhì)形態(tài)、質(zhì)量、體積量、體積等均無關。等均無關。 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物理意義物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是千克木炭完全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立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是是3.9107J3、爐子的效率：、

13、爐子的效率： 爐子爐子有效利用有效利用的熱量與燃料的熱量與燃料完完全燃燒全燃燒放出的熱量之比。放出的熱量之比。=Q=Q有效有效/ Q/ Q總總= cm(t-t= cm(t-t0 0)/ qm)/ qm使燃料盡可能使燃料盡可能充分燃燒充分燃燒（如把煤磨成煤粉，（如把煤磨成煤粉，加大送風量等）加大送風量等）減小熱量的散失減小熱量的散失（如用隔熱材料做爐體，加（如用隔熱材料做爐體，加大受熱面積等）大受熱面積等）提高爐子效率的措施（以鍋爐為例）：提高爐子效率的措施（以鍋爐為例）：4、熱機的效率：、熱機的效率： 使燃料使燃料充分燃燒充分燃燒，盡量，盡量減小各種熱減小各種熱量損失量損失，機件間保持，機件間

14、保持良好的潤滑良好的潤滑、減減小摩擦小摩擦。用來做用來做有用功有用功的那部分能的那部分能量和燃料量和燃料完全燃燒完全燃燒放出的放出的能量之比叫做熱機的效率。能量之比叫做熱機的效率。 提高熱機效率的措施（以內(nèi)燃機為例）：提高熱機效率的措施（以內(nèi)燃機為例）：練習練習: 用煤氣灶把用煤氣灶把1kg1kg、初溫為、初溫為2020的水燒的水燒到到7070，消耗了，消耗了10g10g煤氣已知水的比熱煤氣已知水的比熱容是容是4.24.210103 3J/(kgJ/(kg)，煤氣的熱值為，煤氣的熱值為4.24.210107 7J/kgJ/kg，則水吸收的熱量為，則水吸收的熱量為 J J，煤氣完全燃燒放出的熱量

15、，煤氣完全燃燒放出的熱量為為 J J，煤氣灶燒水的效率為，煤氣灶燒水的效率為 % %。2.12.110105 54.24.210105 55050例題：把例題：把5kg405kg40的水燒開，需要完全燃燒多少的水燒開，需要完全燃燒多少kgkg的干木柴？（已知干木柴的熱值為的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.21.210107 7J/kgJ/kg，外界為標準大氣壓，并且燃料完，外界為標準大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）全燃燒放出的熱量全部被水吸收）解：解：Q吸吸=cm（t-t0） =4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q= 1.2

16、106J/(1.2107J/kg)=0.1kgv一個工作循環(huán)：一個工作循環(huán)：v活塞：往復活塞：往復 次。次。v曲軸：轉(zhuǎn)動曲軸：轉(zhuǎn)動 周。周。v完成：完成： 個沖程。個沖程。v對外做功：對外做功： 次。次。v其它沖程：靠其它沖程：靠 來完成。來完成。小結(jié)：兩兩兩兩四四一一飛輪慣性飛輪慣性v1 1、熱機是利用、熱機是利用_ _ 燃燒獲得的燃燒獲得的_ _ 能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_ _ 能的機械。能的機械。v2 2、常見汽油機工作時，一個工作循環(huán)有、常見汽油機工作時，一個工作循環(huán)有_個沖程，包括；個沖程，包括；_、_、_、_。在一個工作循環(huán)中，活。在一個工作循環(huán)中，活塞往復塞往復_次，曲軸轉(zhuǎn)動次，曲軸轉(zhuǎn)動_ _ 周，周，燃氣做功燃氣做功_次。次。v3 3、汽油機在壓縮沖程中，、汽油機在壓縮沖程中，_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_ _ 能，在做功沖程中，能，在做功沖程中，_能轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)化為化為_ _ 能。能。v4 4、汽油機和柴油機在構(gòu)造上的主要不同是汽油、汽油機和柴油機在構(gòu)造上的主要不同是汽油機的汽缸頂部是機的汽缸頂部是_ _ ，柴油機的汽缸頂部，柴油機的汽缸頂部是是_ _ 。練習練習1 1：練習練習2：1、 燃料的燃燒放出熱量的多少跟燃料的燃料的燃燒放出熱量的多少跟燃料的_ 、_ 和燃料的和燃料的