九年级物理热机ppt

第十四章 内能的利用
第一节 热机
李寨二中物理组
第一节 热机 第一节 热机
热能除了带给人类温暖以外，还能做什么呢？
试管中的蒸汽将软木塞推出去，软木塞获得了动能， 蒸汽的内能减少！
一 热机
1 定义： 将由燃料燃烧产生的高温 高压气体的内能转化为机械 能的机器，统称为热机。
2 热机的种类
蒸气机、内燃机、汽轮机、 喷气发动机、等
你认为它们的效率比你想象的 高？还是低？
热机的效率
热机的效率：热机所做的做有用功那和
燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效
率。
燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的
热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功
而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。
因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。
热 机 中 能 量 的 转 化
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。 内能转化为机械能。
排气冲程
燃 烧 后 的 废 气
进气门关闭，排气门打 开，活塞向上运动，把废气
排出气缸。
3.内燃机的应用
(1)汽油机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和 小型农业机械上面。
8、排气后，下一个工作过程是什么冲程？ 答：吸气冲程 9、当燃油还没有燃烧做功的时候，活塞是怎样动起来的？ 答：通常是先接通了启动机(电动机)，用启动机带动活塞动起 来。也可用手柄，人工摇动手柄带动活塞起动。
提高热机效率的途径 1、热机的效率是热机性能的一个重要指标。 如：两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相 同的路程，耗油少的那辆，汽油机的效率高，性能 好。 2、在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各 种能量损失，提高效率。 例如：在使用上要正确使用，注意保养。在热机 的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废 气的能量是提高燃料利用率的重要措施。
蒸汽机
烧水到沸腾时，冒出的蒸汽会冲开壶盖！人们发现可 以通过蒸汽推动机械，瓦特发明蒸汽机后： 1807年，美国人富尔把瓦特的蒸汽机装在轮船上，从 此，航运中的帆船时代结束了。 1814年，英国人史蒂芬把瓦特的蒸汽机装在火车上， 陆路运输的新时代开始了。
汽轮机
汽轮机
发电机
锅 炉 冷 凝 器 给水泵 热源
冷却海水
火力发电厂工作原理
喷气式发动机
二 内燃机：
1定义：燃料直接在发动机气缸 内燃烧产生动力 的热机。 2 分类 常见的内燃机： 汽油机
柴油机
(1)汽油机
(2)柴油机
①构造 ②工作原理 ③汽油机完整工作过程
①构造 ②工作原理
内燃机是热机的一种；分为汽油机和柴油机。
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汽油机的构造
火花塞 气缸
知识回顾：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，会看到 什么现象，说明什么问 题？
新课引入：将燃料燃烧时放出的内能转化为机 械能的机器统称为热机。
良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能
量； (2)充分利用废气的能量，提高燃料 的利用率，如利用热电站废气来供热。这 种既供电又供热的热电站，比起一般火电 站来，燃料的利用率大大提高。
课堂练习:
1.四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).( )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( )冲程,做功冲程是( )能转化为( )能. 3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ). 柴油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ). 4.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min, 则它每秒钟对外做功( )次 .
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
Qiyouji工热机.swf作
内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮 和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以 后内燃机才能自己工作。
在一个工作循环中 有四个冲程， 活塞往复两次， 曲轴转两周， 飞轮转两周， 对外做一次功。
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 ．一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两 周，做功一次。 返回
相同点
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。 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。
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
进气门打开，排气门
关闭。活塞由上端向下端
空 气
运动，将空气吸进气缸。
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
课堂练习:
5、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？ 答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能。 6、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？ 答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高 温高压气体迅速膨胀，推动活塞运动，内能转变为机械能。
7、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？ 答：在做功冲程，飞轮获得足够的动能而高速转动，在吸气、 压缩、排气三个冲程中，活塞的运动都是靠飞轮的惯性来完成的。
进气门
排气门
活塞
连杆 曲轴
1：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 。 2:工作原理让燃料在汽缸中燃烧，生成高 温高压的燃气，推动活塞做功，使内能转 化为机械能
吸气 内燃机的 冲程和工作循环 压缩 做功 排气
第一冲程： 吸气冲程 。进气门 打开 ，排 气门关闭 ，活塞由汽缸最 上端向 下 运动， 进气门 和 汽油的混合物从 被吸入汽缸。当 空气 进气门 活塞运动到汽缸的最下端， 关闭， 曲 轴转动 圈。 半
第二冲程：压缩冲程 .进气门 和排气 门都关闭 ，活塞由汽缸最下端向 上 运动， 燃料的混合物被 压缩 ，汽缸内温度升高 ， 气压增大 。曲轴转动 半 圈。在此过程中， 转化机械能 。 内能
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.
小结：汽油机一个工作循环包括 4 冲程， 活塞往复 次，曲轴转动 圈，做功 2 2 1 2 次。有 次能量转化。
提高热机效率的途径和方法：
（l）尽可能减少各种热损失，保证
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。
汽油机和柴油机的工作过程
柴油机的构造
喷油嘴 排气门
进气门
活塞
气缸
连杆 曲轴
吸气冲程
进气门打开，排
气门关闭。活塞由上
端向下端运动，汽油
和空气组成的燃料混
合物从进气门吸入气 缸。
汽 油 和 空 气
压缩冲程
进气门和排气门都关
闭，活塞向上运动，燃料
混合物被压缩，压强增大
，温度升高。
机械能转化为内能。
做功冲程
在压缩冲程末尾，
火花塞产生电火花，使
燃料猛烈燃烧，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。
做功冲程 。在压缩冲程末，火 第三冲程： 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 下 由汽缸向 运动，并通过连杆驱使曲轴转 动， 曲轴转动 半 圈。 内能 机械能 在此冲程中， 转化 。
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 端，排气门关闭， 曲轴转动 半 圈。
4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃 式点火。 返回
燃料在气缸内燃烧的热机 内燃机：
汽缸为星型排列的老式飞机内燃机结构原理图
三、热机中能量的转 化
化学能
（燃料） 机械能 热能 （做功）
你猜想：汽油机、柴油机的效率 大约是多少？猜猜看！ 汽油机的效率：20~30%
柴油机的效率：30~45%
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主 要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
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？
汽油机和柴油机 的异同点比较
相同点
不同点
返回
相同点
不同点
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。