九年級(jí)物理《熱機(jī)》PPT課件

1、熱機(jī)問(wèn)題：水沸騰后會(huì)怎樣？問(wèn)題：水沸騰后會(huì)怎樣？推動(dòng)塞子的能量來(lái)自哪里？推動(dòng)塞子的能量來(lái)自哪里？演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn):現(xiàn)象現(xiàn)象:軟木塞沖出軟木塞沖出;管口有管口有“白氣白氣”產(chǎn)生產(chǎn)生.說(shuō)明說(shuō)明:水蒸汽對(duì)木塞做功水蒸汽對(duì)木塞做功,內(nèi)能減少內(nèi)能減少,它的溫度它的溫度下降下降,水蒸汽液化成小水珠水蒸汽液化成小水珠.工作時(shí)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能工作時(shí)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能應(yīng)用：熱機(jī)應(yīng)用：熱機(jī)種類種類汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)1.1.熱機(jī)的種類蒸氣機(jī)蒸氣機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽輪機(jī)汽輪機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭等火箭等內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)：熱機(jī)熱機(jī)：把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)：把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置械能的裝置。

2、燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力生動(dòng)力 的熱機(jī)的熱機(jī)。常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)： 汽油機(jī)汽油機(jī) 柴油機(jī)柴油機(jī)2.2.內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造(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(guò)程汽油機(jī)完整工作過(guò)程構(gòu)造構(gòu)造工作原理工作原理(1)(1)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(mén)進(jìn)氣門(mén)活塞活塞連桿連桿排氣門(mén)排氣門(mén)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)(2)(2)汽油機(jī)工作原理汽油機(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

3、程汽油和空氣汽油和空氣 進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉?；钊缮蠚忾T(mén)關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，端向下端運(yùn)動(dòng)，汽油汽油和空氣組成的燃料混和空氣組成的燃料混合物合物從進(jìn)氣門(mén)吸入氣從進(jìn)氣門(mén)吸入氣缸。缸。壓縮沖程壓縮沖程 進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫度升高。，溫度升高。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末尾，在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活溫高壓的燃?xì)猓苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連塞向

4、下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣 進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。缸。(3)(3)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(mén)進(jìn)氣門(mén)活塞活塞連桿連桿排氣門(mén)排氣門(mén)氣缸氣缸曲軸曲軸(4)(4)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 進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉。活塞由上氣門(mén)關(guān)閉。活塞由上端向下端運(yùn)動(dòng)，將空端向下端運(yùn)動(dòng)，將空氣吸進(jìn)氣缸。氣吸進(jìn)氣缸。壓縮沖程壓縮沖程

5、進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞把空氣壓縮得塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更很小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過(guò)柴油的著火點(diǎn)。度已超過(guò)柴油的著火點(diǎn)。 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末，從噴油嘴噴在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。排

6、氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣 進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。，把廢氣排出氣缸。 一個(gè)工作循環(huán)：一個(gè)工作循環(huán)： 活塞：往復(fù)兩次?；钊和鶑?fù)兩次。 曲軸：轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。曲軸：轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。 完成：四個(gè)沖程。完成：四個(gè)沖程。 對(duì)外做功：一次。對(duì)外做功：一次。 輔助沖程：靠飛輪慣性來(lái)完成。輔助沖程：靠飛輪慣性來(lái)完成。練習(xí)練習(xí) 一臺(tái)汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為一臺(tái)汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為3000R/分，分，則在則在1秒內(nèi)完成秒內(nèi)完成 個(gè)循環(huán)，對(duì)外個(gè)循環(huán)，對(duì)外做功做功 次，完成次，完成 個(gè)輔助沖程。個(gè)輔助沖程。3.3.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)

7、和小汽油機(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。型農(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(guò)程有什汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過(guò)程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？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 每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。程、壓縮沖程、做功沖程、

8、排氣沖程。3 四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。4 一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。相同相同點(diǎn)點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)1構(gòu)造不同：汽油機(jī)氣缸頂有火花塞，而構(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。柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴。2 燃料不同：汽油機(jī)的燃料是汽油，而柴燃料不同：汽油機(jī)的燃料是汽油，而柴油機(jī)的燃料是柴油。油機(jī)的燃料是柴油。3 吸氣不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣的混吸氣不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣的混合氣體，柴油機(jī)只吸進(jìn)空氣。合

9、氣體，柴油機(jī)只吸進(jìn)空氣。4 點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火。機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火。5 5、熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率：熱機(jī)所做的做有用功那熱機(jī)所做的做有用功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機(jī)和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機(jī)的效率。的效率。燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量損失的做功而消耗的能量，都是引起能量損失的原因。因此，提高熱機(jī)效率，可提高燃料原因。因此，提高熱機(jī)效率，可提高燃料的利用率。的利

10、用率。 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！提高熱機(jī)效率的途徑和方法：提高熱機(jī)效率的途徑和方法：（l l）盡可能減少各種熱損失，保證盡可能減少各種熱損失，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦所消耗的能良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦所消耗的能量；量；(2)(2)充分利用廢氣的能量，提高燃料充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率，如利用熱電站廢氣來(lái)供熱。這的利用率，如利用熱電站廢氣來(lái)供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電種既供電又供

11、熱的熱電站，比起一般火電站來(lái)，燃料的利用率大大提高。站來(lái)，燃料的利用率大大提高。 6.熱機(jī)對(duì)環(huán)境的影響熱機(jī)對(duì)環(huán)境的影響 1.熱機(jī)對(duì)大氣的影響。熱機(jī)對(duì)大氣的影響。 （1）產(chǎn)生有毒氣體。）產(chǎn)生有毒氣體。 （2）產(chǎn)生大量二氧化碳，造成溫室效）產(chǎn)生大量二氧化碳，造成溫室效應(yīng)。應(yīng)。 （3) 產(chǎn)生粉塵。產(chǎn)生粉塵。 2.熱機(jī)產(chǎn)生噪音。熱機(jī)產(chǎn)生噪音。1.四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程由四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程由( ).( ).( ).( )四個(gè)沖程組成的四個(gè)沖程組成的.2.四沖程汽油機(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.汽

12、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.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,則它每秒鐘對(duì)外做功則它每秒鐘對(duì)外做功( )次次. 課堂練習(xí)課堂練習(xí): : 5、壓縮沖程混合氣體內(nèi)能增大的原因是什么？、壓縮沖程混合氣體內(nèi)能增大的原因是什么？ 6、做功沖程中，氣體的內(nèi)能如何轉(zhuǎn)化？為什么被稱為做功沖程？、做功沖程中，氣體的內(nèi)能如何轉(zhuǎn)化？為什么被稱為做功沖程？ 7、在吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程活塞為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？、在吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程活塞為什么會(huì)運(yùn)動(dòng)？ 8

13、、排氣后，下一個(gè)工作過(guò)程是什么沖程？、排氣后，下一個(gè)工作過(guò)程是什么沖程？ 9、當(dāng)燃油還沒(méi)有燃燒做功的時(shí)候，活塞是怎樣動(dòng)起來(lái)的？、當(dāng)燃油還沒(méi)有燃燒做功的時(shí)候，活塞是怎樣動(dòng)起來(lái)的？ 答：混合氣體爆發(fā)性燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；燃燒產(chǎn)生的高答：混合氣體爆發(fā)性燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體迅速膨脹，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能溫高壓氣體迅速膨脹，推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。答：活塞壓縮混合氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠚怏w的內(nèi)能答：活塞壓縮混合氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠚怏w的內(nèi)能。 答：在做功沖程，飛輪獲得足夠的動(dòng)能而高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在吸氣、答：在做功沖程，飛輪獲得足夠的動(dòng)能而高速轉(zhuǎn)動(dòng)，在吸

14、氣、壓縮、排氣三個(gè)沖程中，活塞的運(yùn)動(dòng)都是靠飛輪的慣性來(lái)完成的。壓縮、排氣三個(gè)沖程中，活塞的運(yùn)動(dòng)都是靠飛輪的慣性來(lái)完成的。答：吸氣沖程答：吸氣沖程 答：通常是先接通了啟動(dòng)機(jī)答：通常是先接通了啟動(dòng)機(jī)(電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī))，用啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)活塞動(dòng)起，用啟動(dòng)機(jī)帶動(dòng)活塞動(dòng)起來(lái)。也可用手柄，來(lái)。也可用手柄，人工搖動(dòng)手柄帶動(dòng)活塞起動(dòng)。手柄帶動(dòng)活塞起動(dòng)。課堂練習(xí):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(guò)程中，儲(chǔ)存在燃料中的化學(xué)能被釋過(guò)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

15、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)例題：把例題：把5kg40的水燒開(kāi)，需要完全燃燒的水燒開(kāi)，需要完全燃燒多少多少kg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1.2107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的