[理化生]《热机》PPT课件
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7J 2.4 × 10 2㎏干木柴完全燃烧放出的热量是 8J 1.2 × 10 10㎏干木柴完全燃烧放出的热量是
所以燃料完全燃烧时放热公式为：
公式： Q＝mq或 Q＝Vq （q为热值）
炉子有效利用的热量与燃料完 3、炉子的效率：
全燃烧放出的热量之比。 η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′
• 如图，单杠四冲程内燃机气缸的横截面积 是20平方厘米，冲程长30Cm，每个做功 冲程燃气的平均压强是4×106帕斯卡，求： （1）每个做功冲程做功多少？ （2）如一质量是1000千克小轿车做匀速运 动，所受到的摩擦力是车重的0.3倍，行驶 5Km，耗汽油1.4Kg，则该小轿车的效率 是多少？（汽油的热值是4.6×106J/kg、g 取10N/Kg
小结：汽油机一个工作循环包括 4 冲程， 2 Байду номын сангаас 活塞往复 次，曲轴转动 圈，做功 2 次。有 次能量转化。 1
(3)柴油机的构造
喷油嘴 进气门 活塞 排气门 气缸
连杆 曲轴
(4)柴油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程 排气冲程
吸气冲程
空 气
进气门打开，排 气门关闭。活塞由上 端向下端运动，将空 气吸进气缸。
B
C．
D．
4： （2012•大连）如图是四冲程汽油机 做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温 高压的气体推动活塞向下运动．在活塞 向下运动的过程中，汽缸内气体的 （ ） A．内能减少 B．温度降低 C．密度增大 D．分子热运动加快
AB
学生自学P138页的“燃料的热值”内容， 思考下面的问题。
1、热值的物理意义：表示燃料燃烧放出热量
如图为一台四缸发动机，其主要技术指标如右表 所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和， 汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的 容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活 塞上下运动的距离（即冲程长）．转速表示每分 钟曲轴或飞轮所转的周数．则下列计算不正确的 是 A．该发动机在1 s内做功1.2×105J B．单缸排量V为0.5 L C．在每个做功冲程里，发动机做功600 J D．在做功冲程里，燃气对活塞的压强为 1.2×105Pa
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活 塞向上运动，活塞把空气压缩得 很小，空气的压强更大，温度更 高。在压缩冲程末，缸内空气温
度已超过柴油的着火点。
机械能转化为内能。
做功冲程
在压缩冲程末，从喷油嘴喷 出的雾状柴油遇到热空气立即猛 烈燃烧，产生高温高压的燃气， 推动活塞向下运动，并通过连杆
带动曲轴转动。
压缩冲程 第二冲程： . 进气门 和排气 都关闭 ，活塞由汽缸最 下端 向 上 运动， 门 燃料的混合物被 压缩 ，汽缸内温度 升高， 增大 。曲轴转动 半 圈。在此过程中， 气压 机械能 转化 内能 。
• 第三冲程：做功冲程 。在压缩冲程末，火花 塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃 烧，产生 高温高压 的燃气，推动活塞由汽缸 向 下 运动，并通过连杆驱使曲轴转动， 曲 轴转动 半 圈。 • 在此冲程中， 内能 转化 机械能 。
热机的能量分流图
检测练习
用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧 到70℃，消耗了10g煤气．已知水的比热 容是4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为 4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。
• （2012齐齐哈尔）晓伟用液化石油气 将1kg的水由20℃加热到100℃，水需 要吸收 J的热量，若不计热量损失， 需消耗 kg的液化石油气。（c水 =4.2×103J/kg.℃）,液化石油气的热 值为q=8.0×107J/kg
排量 2.0L
输出功率
120Kw
转速 6000r/min
A
C．卡车
D．飞机
2： （2012•岳阳）如图是四冲程内燃 机工作循环中的一个冲程，它是（ ） A．压缩冲程， 将内能转化为机械能 B．压缩冲程， 将机械能转化为内能 C．做功冲程， 将内能转化为机械能 D．做功冲程， 将机械能转化为内能
B
3： （2012•宜昌）下图中的四个冲程不 是按照热机正常工作的顺序排列的，你 认为让汽车获得动力的冲程是（ ） A． B．
演示实验:
现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生. 说明:
水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度 下降,水蒸汽液化成小水珠. 工作时：内能转化为机械能
应用：热机
自学指导
• • • • •
请同学们认真阅读教材135-137页，回 答以下问题： 1.什么是热机 2.热机的种类有哪些？ 3.常见的内燃机哪两类？什么叫一个冲程， 汽油机有几个冲程？ 4.汽油机的构造及工作原理是怎样的？ 5.汽油机与柴油机有哪些区别？
吸气
)冲程？
5. 汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都 关闭，活塞向上运动，此冲程是（ B ） A.吸气程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
6.汽油机在压缩冲程中工作物质被 压缩，汽缸中的．．．．．（ c ） Ａ．压强增大，温度降低 Ｂ．压强减小，温度升高； Ｃ．压强增大，温度升高； Ｄ．压强减小，温度降低
汽油机
柴油机
三汽油机的工作过程:以一个工作循环为单元
冲程：活塞从一端运动到另一端叫做 一个冲程。
根据观察回答，汽油机工作过程中， 四个冲程的气门关闭情况；活塞的运 动方向；曲轴转动几圈；如果有能量 转化，说处具体的转化过程；点火方 式是什么。
第一冲程： 吸气冲程 。进气门 打开，排气 上端 向 下 运动， 门 关闭 ，活塞由汽缸最 汽油 和 空气 的混合物从 进气门 被吸入汽缸。当活 塞运动到汽缸的最下端， 进气门 关闭， 曲轴 转动 半 圈。
热机
知识准备
• 1.什么是内能？ • 2.改变内能的两种方法及实质？
学习目标
1. 知道什么是热机、热机中的能量转 化、四冲程内燃机的构造和工作原理． 2．了解汽油机和柴油机的工作过程和 在实际中的应用． 3. 从能量转化的角度认识燃料的热值
实验演示： 如图所示在一个 试管中装一些水，用 软木塞塞紧。对试管 加热使水沸腾。 观察现象，思考原因
提高炉子效率的措施（以锅炉为例）：
①使燃料尽可能充分燃烧（如把煤磨成煤粉， 加大送风量等） ②减小热量的散失（如用隔热材料做炉体，加 大受热面积等）
用来做有用功的那部分能 4、热机的效率：量和燃料完全燃烧放出的 能量之比叫做热机的效率。 提高热机效率的措施（以内燃机为例）： 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热 量损失，机件间保持良好的润滑、减 小摩擦。
检 测 题
燃料燃烧 1.热机是（ ）时释放的（内能）转变 为（机械能）的装置。 2.内燃机是燃料直接在（ 汽缸内 ）燃烧产生 （动力 ） 的热机。 3.常见的内燃机有（汽油机）（ 柴油机） 4.内燃机的工作原理是让燃料在（汽缸）中 活塞 ） 燃烧，生成高温高压的燃气，推动（ 内能 ）转化为（ 机械能 ） 做功，使（
内能转化为机械能。
排气冲程
进气门关闭，排气 门打开，活塞向上运动 ，把废气排出气缸。
燃 烧 后 的 废 气
• • • • • •
一个工作循环： 活塞：往复两次。 曲轴：转动两周。 完成：四个冲程。 对外做功：一次。 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。
想想议议：
汽油机和柴油机的工作过程有什 么相同点，有什么不同点？
内燃机的构造及工作原理：
1、汽油机
火花塞
（1）构造
气缸
进气门 活塞 连杆
排气门
曲轴
• （2010•陕西）火箭常用液态氢作燃料， 相同质量的氢和汽油完全燃烧，氢放 出的热量约为汽油的3倍．下列说法正 确的是（ ） • A．火箭发动机是一种热机 • B．氢的热值约为汽油热值的三分之一 C．火箭上升时，以发射塔为参照物， 火箭是静止的 • D．火箭加速上升过程中，机械能保持 不变
• （2005•南通）某单缸四冲程汽油机的气缸 活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸 中移动的距离是50mm，满负荷工作时做 功冲程燃气的平均压强为9.0×l05Pa，飞 轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作 时（不计摩擦），若1min消耗汽油 0.01L．汽油的密度ρ=0.8×103kg/m3； 汽油的热值为4.6×l07J/kg．求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （3）汽油机的功率． （4）该汽油机的效率．
相同点
1．基本构造和主要部件的作用相似。 2 ．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲 程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功， 其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4 ．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮 转动两周，做功一次。
不同点
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而 柴油机气缸顶部有喷油嘴。
第四冲程： 排气冲程 。进气门关闭 ，排气 门 打开 ，活塞由汽缸最下端 向 上 运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上 排气门 端， 关闭， 曲轴转动 半 圈。
汽油机工作的四个冲程中，只有 做功冲程 燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助 冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性 来完成。必须靠外力来启动.
7.一台四冲程内燃机的飞轮转速为 1800 rad／min，它１s完成（ D ） A.30个冲程，做了30次功 B.60个冲程，做了60次功 C.120个冲程，做了30次功 D.60个冲程，做了15次功
紧贴中考
1：（2012•柳州）如图所示的四种交通工具，不 用热机作为动力机械的是（ ） A自行车 B．轮船
5.汽油机的构造；观察图回答汽油机的 主要构造有： 主体是 汽缸 ，内有 活塞 、它 通过 连杆 与 曲轴 相连。上部 有 进气门 和 排气门 ，
顶部有 火花塞
。
6.内燃机的几个冲程是（吸气冲程） 压缩冲程 做功冲程 （ ）（ ）（排气冲程 ）
一、热机的种类：
喷气发动机
火箭等
蒸汽机 内燃机
种类
的能力强弱的物理量 1kg某种燃料完全燃烧放出的 2、热值的定义： 热量，叫做这种燃料的热值 q 符号： 3 J/m 单位： J/kg
强调： 它是燃料本身的一种特性，只与燃
料的种类有关，与燃料的形态、质 量、体积，燃料是否完全燃烧等均 无关。
• 干木柴的热值是1.2×107J/㎏。 • 表示 完全燃烧1㎏的干木柴放出的热量是1.2×107J 想一想
2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴 油机的燃料是柴油。
3 ．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混 合气体，柴油机只吸进空气。 4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油 机属压燃式点火。
检测题:
1.四冲程汽油机的工作过程由( 吸气冲程 ).(压缩冲程 ). ( 做功冲程 ).( 排气冲程 )四个冲程组成的. 2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( 压缩 )冲程,做功冲程是( 内 )能转化为( 机械 )能. 3.汽油机吸入汽缸的是(汽油和空气的混合物 ),点火方 式是( 点燃式 ).柴油机吸入汽缸的是( 空气 ),点火 方式是( 压燃式 ). 4、排气后，下一个工作过程是(
所以燃料完全燃烧时放热公式为：
公式： Q＝mq或 Q＝Vq （q为热值）
炉子有效利用的热量与燃料完 3、炉子的效率：
全燃烧放出的热量之比。 η=Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm′
• 如图，单杠四冲程内燃机气缸的横截面积 是20平方厘米，冲程长30Cm，每个做功 冲程燃气的平均压强是4×106帕斯卡，求： （1）每个做功冲程做功多少？ （2）如一质量是1000千克小轿车做匀速运 动，所受到的摩擦力是车重的0.3倍，行驶 5Km，耗汽油1.4Kg，则该小轿车的效率 是多少？（汽油的热值是4.6×106J/kg、g 取10N/Kg
小结：汽油机一个工作循环包括 4 冲程， 2 Байду номын сангаас 活塞往复 次，曲轴转动 圈，做功 2 次。有 次能量转化。 1
(3)柴油机的构造
喷油嘴 进气门 活塞 排气门 气缸
连杆 曲轴
(4)柴油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程 排气冲程
吸气冲程
空 气
进气门打开，排 气门关闭。活塞由上 端向下端运动，将空 气吸进气缸。
B
C．
D．
4： （2012•大连）如图是四冲程汽油机 做功冲程的示意图．汽油燃烧产生高温 高压的气体推动活塞向下运动．在活塞 向下运动的过程中，汽缸内气体的 （ ） A．内能减少 B．温度降低 C．密度增大 D．分子热运动加快
AB
学生自学P138页的“燃料的热值”内容， 思考下面的问题。
1、热值的物理意义：表示燃料燃烧放出热量
如图为一台四缸发动机，其主要技术指标如右表 所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和， 汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的 容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活 塞上下运动的距离（即冲程长）．转速表示每分 钟曲轴或飞轮所转的周数．则下列计算不正确的 是 A．该发动机在1 s内做功1.2×105J B．单缸排量V为0.5 L C．在每个做功冲程里，发动机做功600 J D．在做功冲程里，燃气对活塞的压强为 1.2×105Pa
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活 塞向上运动，活塞把空气压缩得 很小，空气的压强更大，温度更 高。在压缩冲程末，缸内空气温
度已超过柴油的着火点。
机械能转化为内能。
做功冲程
在压缩冲程末，从喷油嘴喷 出的雾状柴油遇到热空气立即猛 烈燃烧，产生高温高压的燃气， 推动活塞向下运动，并通过连杆
带动曲轴转动。
压缩冲程 第二冲程： . 进气门 和排气 都关闭 ，活塞由汽缸最 下端 向 上 运动， 门 燃料的混合物被 压缩 ，汽缸内温度 升高， 增大 。曲轴转动 半 圈。在此过程中， 气压 机械能 转化 内能 。
• 第三冲程：做功冲程 。在压缩冲程末，火花 塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃 烧，产生 高温高压 的燃气，推动活塞由汽缸 向 下 运动，并通过连杆驱使曲轴转动， 曲 轴转动 半 圈。 • 在此冲程中， 内能 转化 机械能 。
热机的能量分流图
检测练习
用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧 到70℃，消耗了10g煤气．已知水的比热 容是4.2×103J/(kg•℃)，煤气的热值为 4.2×107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。
• （2012齐齐哈尔）晓伟用液化石油气 将1kg的水由20℃加热到100℃，水需 要吸收 J的热量，若不计热量损失， 需消耗 kg的液化石油气。（c水 =4.2×103J/kg.℃）,液化石油气的热 值为q=8.0×107J/kg
排量 2.0L
输出功率
120Kw
转速 6000r/min
A
C．卡车
D．飞机
2： （2012•岳阳）如图是四冲程内燃 机工作循环中的一个冲程，它是（ ） A．压缩冲程， 将内能转化为机械能 B．压缩冲程， 将机械能转化为内能 C．做功冲程， 将内能转化为机械能 D．做功冲程， 将机械能转化为内能
B
3： （2012•宜昌）下图中的四个冲程不 是按照热机正常工作的顺序排列的，你 认为让汽车获得动力的冲程是（ ） A． B．
演示实验:
现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生. 说明:
水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度 下降,水蒸汽液化成小水珠. 工作时：内能转化为机械能
应用：热机
自学指导
• • • • •
请同学们认真阅读教材135-137页，回 答以下问题： 1.什么是热机 2.热机的种类有哪些？ 3.常见的内燃机哪两类？什么叫一个冲程， 汽油机有几个冲程？ 4.汽油机的构造及工作原理是怎样的？ 5.汽油机与柴油机有哪些区别？
吸气
)冲程？
5. 汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都 关闭，活塞向上运动，此冲程是（ B ） A.吸气程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
6.汽油机在压缩冲程中工作物质被 压缩，汽缸中的．．．．．（ c ） Ａ．压强增大，温度降低 Ｂ．压强减小，温度升高； Ｃ．压强增大，温度升高； Ｄ．压强减小，温度降低
汽油机
柴油机
三汽油机的工作过程:以一个工作循环为单元
冲程：活塞从一端运动到另一端叫做 一个冲程。
根据观察回答，汽油机工作过程中， 四个冲程的气门关闭情况；活塞的运 动方向；曲轴转动几圈；如果有能量 转化，说处具体的转化过程；点火方 式是什么。
第一冲程： 吸气冲程 。进气门 打开，排气 上端 向 下 运动， 门 关闭 ，活塞由汽缸最 汽油 和 空气 的混合物从 进气门 被吸入汽缸。当活 塞运动到汽缸的最下端， 进气门 关闭， 曲轴 转动 半 圈。
热机
知识准备
• 1.什么是内能？ • 2.改变内能的两种方法及实质？
学习目标
1. 知道什么是热机、热机中的能量转 化、四冲程内燃机的构造和工作原理． 2．了解汽油机和柴油机的工作过程和 在实际中的应用． 3. 从能量转化的角度认识燃料的热值
实验演示： 如图所示在一个 试管中装一些水，用 软木塞塞紧。对试管 加热使水沸腾。 观察现象，思考原因
提高炉子效率的措施（以锅炉为例）：
①使燃料尽可能充分燃烧（如把煤磨成煤粉， 加大送风量等） ②减小热量的散失（如用隔热材料做炉体，加 大受热面积等）
用来做有用功的那部分能 4、热机的效率：量和燃料完全燃烧放出的 能量之比叫做热机的效率。 提高热机效率的措施（以内燃机为例）： 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热 量损失，机件间保持良好的润滑、减 小摩擦。
检 测 题
燃料燃烧 1.热机是（ ）时释放的（内能）转变 为（机械能）的装置。 2.内燃机是燃料直接在（ 汽缸内 ）燃烧产生 （动力 ） 的热机。 3.常见的内燃机有（汽油机）（ 柴油机） 4.内燃机的工作原理是让燃料在（汽缸）中 活塞 ） 燃烧，生成高温高压的燃气，推动（ 内能 ）转化为（ 机械能 ） 做功，使（
内能转化为机械能。
排气冲程
进气门关闭，排气 门打开，活塞向上运动 ，把废气排出气缸。
燃 烧 后 的 废 气
• • • • • •
一个工作循环： 活塞：往复两次。 曲轴：转动两周。 完成：四个冲程。 对外做功：一次。 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。
想想议议：
汽油机和柴油机的工作过程有什 么相同点，有什么不同点？
内燃机的构造及工作原理：
1、汽油机
火花塞
（1）构造
气缸
进气门 活塞 连杆
排气门
曲轴
• （2010•陕西）火箭常用液态氢作燃料， 相同质量的氢和汽油完全燃烧，氢放 出的热量约为汽油的3倍．下列说法正 确的是（ ） • A．火箭发动机是一种热机 • B．氢的热值约为汽油热值的三分之一 C．火箭上升时，以发射塔为参照物， 火箭是静止的 • D．火箭加速上升过程中，机械能保持 不变
• （2005•南通）某单缸四冲程汽油机的气缸 活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸 中移动的距离是50mm，满负荷工作时做 功冲程燃气的平均压强为9.0×l05Pa，飞 轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作 时（不计摩擦），若1min消耗汽油 0.01L．汽油的密度ρ=0.8×103kg/m3； 汽油的热值为4.6×l07J/kg．求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力； （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功； （3）汽油机的功率． （4）该汽油机的效率．
相同点
1．基本构造和主要部件的作用相似。 2 ．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲 程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 3 ．四个冲程中，只有做功冲程对外做功， 其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4 ．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮 转动两周，做功一次。
不同点
1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而 柴油机气缸顶部有喷油嘴。
第四冲程： 排气冲程 。进气门关闭 ，排气 门 打开 ，活塞由汽缸最下端 向 上 运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上 排气门 端， 关闭， 曲轴转动 半 圈。
汽油机工作的四个冲程中，只有 做功冲程 燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助 冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性 来完成。必须靠外力来启动.
7.一台四冲程内燃机的飞轮转速为 1800 rad／min，它１s完成（ D ） A.30个冲程，做了30次功 B.60个冲程，做了60次功 C.120个冲程，做了30次功 D.60个冲程，做了15次功
紧贴中考
1：（2012•柳州）如图所示的四种交通工具，不 用热机作为动力机械的是（ ） A自行车 B．轮船
5.汽油机的构造；观察图回答汽油机的 主要构造有： 主体是 汽缸 ，内有 活塞 、它 通过 连杆 与 曲轴 相连。上部 有 进气门 和 排气门 ，
顶部有 火花塞
。
6.内燃机的几个冲程是（吸气冲程） 压缩冲程 做功冲程 （ ）（ ）（排气冲程 ）
一、热机的种类：
喷气发动机
火箭等
蒸汽机 内燃机
种类
的能力强弱的物理量 1kg某种燃料完全燃烧放出的 2、热值的定义： 热量，叫做这种燃料的热值 q 符号： 3 J/m 单位： J/kg
强调： 它是燃料本身的一种特性，只与燃
料的种类有关，与燃料的形态、质 量、体积，燃料是否完全燃烧等均 无关。
• 干木柴的热值是1.2×107J/㎏。 • 表示 完全燃烧1㎏的干木柴放出的热量是1.2×107J 想一想
2 ．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴 油机的燃料是柴油。
3 ．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混 合气体，柴油机只吸进空气。 4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油 机属压燃式点火。
检测题:
1.四冲程汽油机的工作过程由( 吸气冲程 ).(压缩冲程 ). ( 做功冲程 ).( 排气冲程 )四个冲程组成的. 2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( 压缩 )冲程,做功冲程是( 内 )能转化为( 机械 )能. 3.汽油机吸入汽缸的是(汽油和空气的混合物 ),点火方 式是( 点燃式 ).柴油机吸入汽缸的是( 空气 ),点火 方式是( 压燃式 ). 4、排气后，下一个工作过程是(