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第十二章：内能和热机
12.
4
热机和社会发展
沪粤版
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这些交通工具你都乘坐过吗？你知道它们有什么共同点吗？
提出问题：
一、热机的工作原理
如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？
探究物质的吸、放热性能
一、探究物质的吸放热性能
现象：软木塞冲出；管口有“白汽”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.
一、探究物质的吸放热性能
燃料的化学能
燃烧
做功
内能
机械能
使用汽油作为燃料的叫汽油机。
使用柴油作为燃料的叫柴油机。
探究物质的吸、放热性能
二、汽油机
汽油机：用汽油做燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能
二、汽油机
火花塞
进气门
排气门
气缸
活塞
连杆
曲轴
1、一个冲程：
活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。
2、一个工作循环：
把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。
两个名词：
二、汽油机
二、汽油机
吸气冲程：
___________打开,________关闭。活塞由________
向
_______
运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
进气门
排气门
上端
下端
汽油和空气
压缩冲程
二、汽油机
进气门和排气门都
_____
，活塞向
______
运动，燃料混合物被压缩，
______增大，________升高机械能转化为___________。
关闭
上
压强
温度
内能
做功冲程
二、汽油机
在压缩冲程末尾，_______
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________运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为
___________。
火花塞
向下
机械能
排气冲程
二、汽油机
燃烧后的废气
________
关闭，______打开，活塞
________运动，把废气排出气缸。
进气门
排气门
向上
冲程名称
进气门
排气门
活塞的运动
冲程的作用
能的
转化
吸气冲程
开
闭
向下
吸入燃料和空气的混合物
——
压缩冲程
闭
闭
向上
压缩燃料和空气的混合物，使其内能增大，温度升高
机械能转化为内能
做功冲程
闭
闭
向下
火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动
内能转化为机械能
排气冲程
闭
开
向上
排出废气
——
总结
提示：
1、多数内燃机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和
排气冲程不断循环来保证连续工作的。
2、四冲程热机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
3、在一个工作循环中，活塞在气缸内往复两次，每个工作循环飞轮转两圈，完成一个做功冲程。
二、汽油机
喷油嘴
三、柴油机
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
柴油机：用汽油做燃料，使柴油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能。
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。
空气
吸气冲程
三、柴油机
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。
压缩冲程
三、柴油机
在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到空气立即猛烈燃烧，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。
做功冲程
三、柴油机
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。
排气冲程
三、柴油机
四、热机中的能量转化
（二）热机的效率：
热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率，这种定义运用了比值定义法。
热机工作时，真正转化为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能
量的一部分，所以任何热机的效率都不可能达
100%。
汽油机的效率可达25%～30%，柴油机的效率可达30%～40%。
（三）提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。
提高热机效率的主要措施是：
①使燃料尽可能充分燃烧；
②尽量减少各种热量散失；设法利用废气能量，
③使用时注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而额外消耗的能量。
热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。
不达标的汽车尾气排放
五、热机与环境
城市空气被污染
课堂训练
1、(中考·内江)以下机械属于热机的是( )
A．火箭发动机
B．发电机
C．滑轮组
D．洗衣机
2、如图所示，是世界上早期
的蒸汽机汽车模型，燃料
燃烧使水温升高，水的
__________能增加，再转化为汽车的__________能，使汽车前进。
内能
机械
A
课堂训练
3、【
百色】四冲程汽油机工作时，机械能转化为内能的冲程是（
）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
4、（枣庄）如图是某内燃机工作时的能量流向图，该内燃机的热机效率是（
）
A.25％
B.35％
C.40％
D.75％
B
B
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