7.3热机（课件 38PPT）
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(共38张PPT)
7.3 热 机
1、你知道神州十一号宇宙飞船升空用的是什么燃料？
2、为什么火箭升空用的燃料是液氢而不是汽油或柴油
3、能量是如何转化的？
思考二：
下表是质量均为1Kg一些燃料完全燃烧后放出的热量（焦），你能获得哪些信息？
干木柴 约1.3×107 酒精 3.0×107 焦炭 3.0×107
烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107 氢 1.4×108
无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107 木炭 3.4×107
干木柴 约1.3×107 酒精 3.0×107 焦炭 3.0×107
烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107 氢 1.4×108
无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107 木炭 3.4×107
干木柴 约1.3×107 酒精 3.0×107 焦炭 3.0×107
烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107 氢 1.4×108
无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107 木炭 3.4×107
1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量（用q表示），叫做这种燃料的热值。
1、单位：焦/千克（J/kg）。
2、热值是物质的特性，不同物质热值一般不同
3、q汽油=4.6×107J/kg 表示的意义
1Kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。
教师演示实验：
请大家分析这个实验的能量转化情况？
思考三：
1、同学叙述刚才观察到的实验现象。并从能量的角度进行解释。
2、利用这个原理在实际中有什么应用？
3、实验中热量是否有损失？可采用什么方法提高效率？高？
学生活动一：
汽油机模型实验自主学习
思考四：
让学生比较两个实验
的区别与联系？：
问题
二、利用内能来做功
1.利用内能来做功时的能量的转化和转移。
酒精燃烧——
化学能转化为内能和光能。
加热试管和水——
内能的转移。
水蒸气对瓶塞做功——
内能转化为机械能。
水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，液化成小水珠，瓶口出现白雾。
燃料的化学能
工作物质的内能
机械能
燃烧
做功
2.热机
热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置。
利用燃料燃烧释放出内能，并通过工作物质(水蒸气、燃气)，对外做功，将内能转化为机械能。
3.对内能的利用
⑴利用内能对外做功。
⑵利用内能直接加热物体。
学生活动二：
对照汽油机模型与课本相关章节，小组合作完成下列问题：
思考五：
1、请大家根据课本仔细对照模型汽油机、柴油机分别有哪些结构？
2、一个冲程是如何规定的？一个工作循环有几个冲程？
3、各冲程进气门和排气门的开闭、活塞上、下运动情况、能量转化填入表格？
4、请将各冲程的工作情况填入表格：
进气门（开、关） 排气门（开、关） 活塞（上、下） 能量的转化
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
4、吸气冲程吸入的是什么物质？点火在哪个冲程完成？
5、四个冲程实现对外做功是哪个冲程？其他三个冲程靠什么完成？
汽油机的构造
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
主体是气缸，它的顶部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，它通过连杆与 曲轴 相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。
汽油机的工作过程
活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的一次单向运动过程，叫做一个冲程。
内燃机四冲程的判断方法：一看活塞的运动方向；二看气门关闭状态。
汽油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
燃料在汽缸中燃烧时，，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。
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。当活塞运动到汽缸的最下端，进气门关闭， 曲轴转动半圈。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。曲轴转动半圈。
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半圈。
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。当活塞运动到汽缸的最上端，排气门关闭， 曲轴转动半圈。
一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动
几周？做功几次？
一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
2.一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余冲程是靠什么完成的？
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。
▲汽油机一个工作循环包括4冲程，活塞往复2次，曲轴转动2圈，做功1次。有2次能量转化。
▲四冲程汽油机的四个冲程，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来保持运动。
▲热机是把内能转化为机械能的机器，在压缩冲程中曲轴连杆的机械能转化为气体的内能，在做功冲程中内能转化为机械能。
▲汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作。
学生活动三：对照汽油机与柴油机模型，※思考六：
1、比较汽油机与柴油机结构的区别有什么不同？
2、工作过程有什么相同之处与区别？
3、它们各自有什么优缺点？
4、哪些地方导致热量的损
失？请你谈谈如何提高热机的效率？
柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
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。
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。
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。
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。
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
1.都是燃料在汽缸中燃烧。
2.都是将内能转化为机械能的机器。
3.都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。
4.都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
5.排气冲程排出废气相同。
相同点
喷油嘴
火花塞
汽油机、柴油机结构比较
不同点
1.构造：汽油机气缸顶部有火花塞;柴油机气缸顶部有喷油嘴。
2.燃料：汽油机是汽油;柴油机是柴油。
3.吸气：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：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
D.内燃机的应用
汽油机比较轻巧，效率低，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
(1)汽油机的应用
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜，效率高，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
1、火箭是火箭发动机的简称。
2、火箭是一种新型的热机。
3、火箭是发射人造卫星和宇宙飞船
的动力装置。
4、火箭发动机必须自带氧化剂。
5、火箭的工作原理：利用 反冲作用
动力。
火箭工作的能量转化：
燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气的内能转化为火箭的机械能。
1.定义：1千克某种燃料完全燃
烧放出的热量。
2.单位：焦/千克（J/kg）
燃料的
热值
3.物理意义：燃料燃烧过程中释
放热量本领大小的。
1.利用内能直接加热
2.利用内能做功
内能利用
3.热机
内燃机
汽油机
柴油机
构造
火箭
构造
4.内能利用及热机效率和环境保护
工作原理
工作原理
、
1. 一杯煤油倒掉一半，以下说法正确的是（ ）
A 比热和热值均不变
B 比热和热值均减少一半
C 比热减少一半，热值不变
D 热值不变，比热减少一半
A
2、汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将 能转化为 能，从而产生高温高压的 气体推动活塞对外做功。如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。
化学
内
压缩
3、在汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A. 做功冲程
B． 压缩冲程
C． 吸气冲程
D． 排气冲程
A
7.3 热 机
1、你知道神州十一号宇宙飞船升空用的是什么燃料？
2、为什么火箭升空用的燃料是液氢而不是汽油或柴油
3、能量是如何转化的？
思考二：
下表是质量均为1Kg一些燃料完全燃烧后放出的热量（焦），你能获得哪些信息？
干木柴 约1.3×107 酒精 3.0×107 焦炭 3.0×107
烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107 氢 1.4×108
无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107 木炭 3.4×107
干木柴 约1.3×107 酒精 3.0×107 焦炭 3.0×107
烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107 氢 1.4×108
无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107 木炭 3.4×107
干木柴 约1.3×107 酒精 3.0×107 焦炭 3.0×107
烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107 氢 1.4×108
无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107 木炭 3.4×107
1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量（用q表示），叫做这种燃料的热值。
1、单位：焦/千克（J/kg）。
2、热值是物质的特性，不同物质热值一般不同
3、q汽油=4.6×107J/kg 表示的意义
1Kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。
教师演示实验：
请大家分析这个实验的能量转化情况？
思考三：
1、同学叙述刚才观察到的实验现象。并从能量的角度进行解释。
2、利用这个原理在实际中有什么应用？
3、实验中热量是否有损失？可采用什么方法提高效率？高？
学生活动一：
汽油机模型实验自主学习
思考四：
让学生比较两个实验
的区别与联系？：
问题
二、利用内能来做功
1.利用内能来做功时的能量的转化和转移。
酒精燃烧——
化学能转化为内能和光能。
加热试管和水——
内能的转移。
水蒸气对瓶塞做功——
内能转化为机械能。
水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，液化成小水珠，瓶口出现白雾。
燃料的化学能
工作物质的内能
机械能
燃烧
做功
2.热机
热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置。
利用燃料燃烧释放出内能，并通过工作物质(水蒸气、燃气)，对外做功，将内能转化为机械能。
3.对内能的利用
⑴利用内能对外做功。
⑵利用内能直接加热物体。
学生活动二：
对照汽油机模型与课本相关章节，小组合作完成下列问题：
思考五：
1、请大家根据课本仔细对照模型汽油机、柴油机分别有哪些结构？
2、一个冲程是如何规定的？一个工作循环有几个冲程？
3、各冲程进气门和排气门的开闭、活塞上、下运动情况、能量转化填入表格？
4、请将各冲程的工作情况填入表格：
进气门（开、关） 排气门（开、关） 活塞（上、下） 能量的转化
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
4、吸气冲程吸入的是什么物质？点火在哪个冲程完成？
5、四个冲程实现对外做功是哪个冲程？其他三个冲程靠什么完成？
汽油机的构造
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
主体是气缸，它的顶部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，它通过连杆与 曲轴 相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。
汽油机的工作过程
活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的一次单向运动过程，叫做一个冲程。
内燃机四冲程的判断方法：一看活塞的运动方向；二看气门关闭状态。
汽油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
燃料在汽缸中燃烧时，，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。
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。当活塞运动到汽缸的最下端，进气门关闭， 曲轴转动半圈。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。曲轴转动半圈。
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半圈。
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。当活塞运动到汽缸的最上端，排气门关闭， 曲轴转动半圈。
一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动
几周？做功几次？
一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
2.一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余冲程是靠什么完成的？
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。
▲汽油机一个工作循环包括4冲程，活塞往复2次，曲轴转动2圈，做功1次。有2次能量转化。
▲四冲程汽油机的四个冲程，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来保持运动。
▲热机是把内能转化为机械能的机器，在压缩冲程中曲轴连杆的机械能转化为气体的内能，在做功冲程中内能转化为机械能。
▲汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作。
学生活动三：对照汽油机与柴油机模型，※思考六：
1、比较汽油机与柴油机结构的区别有什么不同？
2、工作过程有什么相同之处与区别？
3、它们各自有什么优缺点？
4、哪些地方导致热量的损
失？请你谈谈如何提高热机的效率？
柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
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。
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。
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。
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。
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
1.都是燃料在汽缸中燃烧。
2.都是将内能转化为机械能的机器。
3.都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。
4.都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
5.排气冲程排出废气相同。
相同点
喷油嘴
火花塞
汽油机、柴油机结构比较
不同点
1.构造：汽油机气缸顶部有火花塞;柴油机气缸顶部有喷油嘴。
2.燃料：汽油机是汽油;柴油机是柴油。
3.吸气：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：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
D.内燃机的应用
汽油机比较轻巧，效率低，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
(1)汽油机的应用
(2)柴油机的应用
柴油比较便宜，效率高，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
1、火箭是火箭发动机的简称。
2、火箭是一种新型的热机。
3、火箭是发射人造卫星和宇宙飞船
的动力装置。
4、火箭发动机必须自带氧化剂。
5、火箭的工作原理：利用 反冲作用
动力。
火箭工作的能量转化：
燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气的内能转化为火箭的机械能。
1.定义：1千克某种燃料完全燃
烧放出的热量。
2.单位：焦/千克（J/kg）
燃料的
热值
3.物理意义：燃料燃烧过程中释
放热量本领大小的。
1.利用内能直接加热
2.利用内能做功
内能利用
3.热机
内燃机
汽油机
柴油机
构造
火箭
构造
4.内能利用及热机效率和环境保护
工作原理
工作原理
、
1. 一杯煤油倒掉一半，以下说法正确的是（ ）
A 比热和热值均不变
B 比热和热值均减少一半
C 比热减少一半，热值不变
D 热值不变，比热减少一半
A
2、汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将 能转化为 能，从而产生高温高压的 气体推动活塞对外做功。如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程。
化学
内
压缩
3、在汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是（ ）
A. 做功冲程
B． 压缩冲程
C． 吸气冲程
D． 排气冲程
A