初三物理《熱機(jī)》

教學(xué)目標(biāo)1、了解熱機(jī)的種類及工作原理。2、知道內(nèi)燃機(jī)的四個沖程，會看圖區(qū)分是那個沖程。3、知道壓縮沖程、做功沖程中能量的轉(zhuǎn)化。4.汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同5、了解熱機(jī)的效率及熱機(jī)的效率低的原因、提高熱機(jī)的效率的方法。6、了解熱機(jī)對環(huán)境的影響。2021/5/91熱機(jī)2021/5/921.熱機(jī)的種類蒸氣機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽輪機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)火箭等2021/5/93內(nèi)燃機(jī)：熱機(jī)：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。燃料直接在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī)。常見的內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)柴油機(jī)2021/5/942.內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造(1)汽油機(jī)(2)柴油機(jī)①構(gòu)造②工作原理③汽油機(jī)完整工作過程①構(gòu)造②工作原理2021/5/95(1)汽油機(jī)的構(gòu)造火花塞氣缸進(jìn)氣門活塞連桿排氣門曲軸2021/5/96吸氣壓縮做功排氣內(nèi)燃機(jī)的

沖程和工作循環(huán)2021/5/97(2)汽油機(jī)工作原理吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程2021/5/98吸氣沖程汽油和空氣

進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉。活塞由上端向下端運(yùn)動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸。2021/5/99壓縮沖程

進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫度升高。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2021/5/910做功沖程

在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞向下運(yùn)動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2021/5/911排氣沖程燃燒后的廢氣

進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，把廢氣排出氣缸。2021/5/912(3)柴油機(jī)的構(gòu)造噴油嘴進(jìn)氣門活塞連桿排氣門氣缸曲軸2021/5/913(4)柴油機(jī)工作原理吸氣沖程

壓縮沖程

做功沖程

排氣沖程2021/5/914吸氣沖程空氣

進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\(yùn)動，將空氣吸進(jìn)氣缸。2021/5/915壓縮沖程

進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點(diǎn)。

機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2021/5/916做功沖程

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烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞向下運(yùn)動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。

內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2021/5/917排氣沖程燃燒后的廢氣

進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，把廢氣排出氣缸。2021/5/918一個工作循環(huán)：活塞：往復(fù)兩次。曲軸：轉(zhuǎn)動兩周。完成：四個沖程。對外做功：一次。輔助沖程：靠飛輪慣性來完成。2021/5/9193.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)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。(1)汽油機(jī)的應(yīng)用(2)柴油機(jī)的應(yīng)用

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。2021/5/920想想議議：

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)？2021/5/9211．基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。2．每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3．四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。4．一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。相同點(diǎn)2021/5/922不同點(diǎn)1．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。2．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。3．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。4．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。2021/5/923二、燃料及其熱值燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學(xué)能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。熱值：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q。熱值單位：J/kg,(J/m3)2021/5/924三、燃料的熱值：

一些燃料的熱值

(7.1～8.8)×10/(J·m)天然氣3.0×10/(J·kg)酒精約3.9×10/(J·kg)煤氣3.4×10/(J·kg)木炭1.4×10/(J·kg)氫3.0×10/(J·kg)焦炭4.6×10/(J·kg)汽油約3.4×10/(J·kg)無煙煤4.6×10/(J·kg)煤油約2.9×10/(J·kg)煙煤3.3×10/(J·kg)柴油約1.2×10/(J·kg)干木柴777777777877-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-3-32021/5/925熱值單位：J/kg,(J/m3)P139一些燃料的熱值。木炭的熱值:3.4×107J/kg物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J煤氣的熱值:3.9×107J/m3物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3.9×107J2021/5/926計(jì)算熱量公式：Q放=mq(即質(zhì)量乘以熱值)燃料燃燒釋放的能量用來開動熱機(jī)，這些能量不會全部用來做有用功。2021/5/927例題：把5kg40℃的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.2×107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）解：Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg·0C)×5kg×600C=1.26×106J；Q放＝Q吸m1=Q放/q=1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg2021/5/928廢氣帶走機(jī)件發(fā)熱散失機(jī)件摩擦損失燃料燃燒產(chǎn)生能量在熱機(jī)的各種能量的損失中,廢氣帶走的能量最多.設(shè)法利用熱機(jī)廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。做有用功燃燒不完全2021/5/929熱機(jī)效率：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。蒸氣機(jī)效率最低：6%~15%；汽油機(jī)效率：20%~30%；柴油機(jī)效率：30%~45%。2021/5/9305、熱機(jī)的效率

熱機(jī)的效率：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)的效率。

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，可提高燃料的利用率。

2021/5/931四、燃料的利用率：

思考：上例中小明燒水用了1.5kg的煙煤，這些煤完全燃燒放出的熱量為4.05×107J，實(shí)際放出的熱量是4.05×107J嗎？為什么？水實(shí)際吸收的熱量呢？水實(shí)際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。2021/5/932四、燃料的利用率：

1、爐子的效率：有效利用的熱量（水吸收的熱量）與燃料完全燃燒放出的熱量之比。公式：η=Q吸Q放=cm△tmq2021/5/933四、燃料的利用率：

2、提高燃料利用率，節(jié)約能源1）使煤充分燃燒：將煤磨成煤粒，加大送風(fēng)量。2）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量：2021/5/934

提高熱機(jī)效率的途徑和方法：

（l）盡可能減少各種熱損失，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量；

(2)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供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站來，燃料的利用率大大提高。

2021/5/9356.熱機(jī)對環(huán)境的影響

1.熱機(jī)對大氣的影響。（1）產(chǎn)生有毒氣體。（2）產(chǎn)生大量二氧化碳，造成溫室效應(yīng)。（3)產(chǎn)生粉塵。2.熱機(jī)產(chǎn)生噪音。2021/5/936請你思考！某汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為3000r/min，那么，每秒鐘內(nèi)完成

個沖程，活塞往復(fù)

次，燃?xì)馔苿踊钊龉Φ拇螖?shù)為

次。3000r/min=50r/s

一個工作循環(huán)由四個沖程組成，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復(fù)兩次，對外做功一次10050252021/5/9371.四沖程汽油機(jī)的工作過程由().().().()四個沖程組成的.2.四沖程汽油機(jī),由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是(