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第1节
热机
实验观察
加热使水沸腾,看到什么现象?
这个过程中的能量转化或转移情况?
燃料通过燃烧把
能转化为
能,又通过
,把
能转化为
能
燃料燃烧将化学能转化为内能,然后通过做功把内能转化为机械能,从而获得动力。
一、热机的原理
橡皮塞被冲开
内
做功
内
机械
热机是把内能转化为机械能的机器
化学
利用内能做功的机器有很多,例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
二、热机的种类
内燃机
内燃机自学提纲:
1、什么叫内燃机?内燃机分为哪两种?
2、汽油机的结构怎样?
3、什么叫汽油机的冲程?汽油机的一个工作循环包括哪些冲程?
4、汽油机每个冲程工作情况是怎样的?
三、内燃机
三、内燃机:
汽油机
柴油机
燃料在气缸内燃烧的热机。使用的燃料有汽油或柴油。内燃机分为汽油机和柴油机两类。
一种内燃机剖面图
汽油机的构造
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
汽油机的工作过程:
几个名词:
1、一个冲程:
2、一个工作循环:
活塞在汽缸内往复运动时,活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
一个工作循环依次由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程组成。
汽油机工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
汽油和空气
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。
甲
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。
压缩冲程是把
能
转化为
能
机械
内
乙
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。对外做功.
做功冲程是先把
能转化为
能,
再把
能转化
能
化学
内
机械
内
内
丙
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。
丁
内燃机一个工作循环经历
个冲程,活塞往复
运动
次,曲轴和飞轮转动
周,做功
次。
四
两
两
一
1、一汽油机1秒内完成20个工作循环,则它1秒转
转,对外做功
次
2、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,完成
个工作循环.
20
30
30
40
内燃机一个工作循环中
冲程获得动力,其余三个冲程是靠
完成。
做功冲程
惯性
汽油机
柴油机
不同点
构造:
吸气冲程
点燃方式
功率
应用
柴油机和汽油机的比较:
顶部有一个火花塞
顶部有一个喷油嘴
吸入汽油与空气
的混合气体
吸入空气
点燃式
压燃式
小
大
小型汽车、摩托车
载重汽车、大型拖拉机
三、柴油机的工作过程
1、如图是汽油机工作循环中的某一冲程,
这个冲程是(
)
A.吸气冲程
B.
压缩冲程
C.做功冲程
D.
排气冲程
A
2、多数汽油机的一个工作循环是由
、
、
、
、
四个冲程不断循环。
3、下面四个图中,
图是吸气冲程,
图是压缩冲程,
图是做功冲程,
排气冲程。
做功
吸气
压缩
排气
丙
丁
乙
甲
丁
丙
甲
内
乙
4、如图所示是四冲程汽油机工作时的_______冲程,把
能
转化
能
做功
内
机械
5、如图表示内燃机工作循环中的一个冲程,从气门的启闭和活塞的运动可判断这是
???????
冲程。
吸气
6、汽油机的一个工作循环有四个冲程,如图所示是汽油机的
冲程,在这个冲程中,活塞压缩燃料使它的温度升高,是通过的
方式增加燃料的内能.这是把
能转化
能。
为了不让汽油机在工作时温度升得太高,气缸外有一个水套,让气缸被水包围着,这是通过的
方式降低气缸的温度,采用水是因为水的
较大.
压缩冲程
做功
热传递
比热容
内
机械
8、家里在使用高压锅时常看见锅盖上面的限压阀不停的转动,这个现象是
能转化
能,类似于内燃机工作时的
冲程
7、一台单缸四冲程柴油机,转速为6r/s,若气体推动活塞一次做功为1500J。那么这台柴油机的功率为(
)
A、2250W
B、4500W
C、9000W
D、18000W
B
9、上世纪七十年代美国人登上月球,在月球上行驶的动力机械是热机还是电动机?为什么?
内
机械
做功
10、用酒精灯给试管中的水加热,如图所示,在软木塞被冲出试管口的过程中,下列说法正确的是(
)
A.水蒸气对软木塞做功,水蒸气的内能增大
B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C.能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同
D.软木塞的机械能守恒
B
太阳能热水器有经济、安全、卫生、环保和节能等优点.图所示为一种太阳能热水器,该热水器的集热器的有效采光面积为3m2,能在8h内将225L水的温度升高40℃.设热水器每平方米面积每秒接收太阳辐射能1.4×1O3J,即P0=1.4×1O3J/(m2.s).该太阳能热水器的效率是多大?(结果保留两位有效数字)[水的比热容c=4.2×1O3J/(kg?℃)].
电动自行车可以电动骑行,亦可以脚踏骑行。使用前,应先对车上的蓄电池充电。电动骑行时,蓄电池对车上电机供电,电动机为车提供动力。现有一辆电动自车,沿着水平平直的道路匀速行驶,在0.5小时内,电动机行驶9千米。此时车上电动机的工作电压为32伏,工作电流为4安。
(1)电动自行车在电动骑行时,能量是如何转化的?
(2)若车和人在行驶过程中所受阻力为20牛,则这段路程内该车克服阻力所做的功为多少?
(3)该车电能转化为机械能的效率是多少?
电磁炉以其高效、节能、卫生、安全成为新一代智能具.一只1
500W的电磁炉
正常工作时,在1标准大气压下将1kg的水从20℃加热到沸腾,需要加热4min.在此过程中1kg水吸收的热量是
J,电磁炉的效率是
。
内燃机的剖面图
原理:燃料直接在汽缸里燃烧,产生高温、高压的燃气推动活塞做功
一、热机的类型
蒸气机
汽轮机
内燃机
喷气发动机
世界上的第一辆汽车,速
度只有每小时几千米。
目前最快的汽车,速度已经超过了声速。可达到每小时一千多千米
这些动力机器都有一个共同特点:都要使用燃料,
那么这些机器是怎样利用燃料转化为机器的动力呢?
1、四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是
冲程,做功冲程是把
能转化
能
。四冲程汽油机的三个辅助冲程靠
来完成
2、一柴油机1秒内完成20个工作循环,则它1秒转
转,对外做功
次
3、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,完成
个工作循环.
压缩冲程
40
惯性
机械
内
20
30
30