12.4 热机与社会发展 课件 2022-2023学年沪粤版物理九年级上册（共29张PPT）

(共29张PPT)
12.4 热机与社会发展
　　热蒸汽 为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
从镰刀到联合收割机
从木帆船到远洋巨轮
从马车到小轿车
热机推动人类的文明和进步
请想一想 日常生活中有哪些便利是由热机带给我们的？ 举几个例子说明。
热机
A
1. 定义：将燃料的化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能的装置。
2. 热机的种类：
蒸汽机
汽油机
柴油机
燃气轮机
喷气发动机
火箭发动机
蒸汽机
燃气轮机
柴油机
汽油机
燃料的化学能
内能
燃烧
机械能
做功
喷气发动机
火箭发动机
3.共同特点：
汽油机
B
2. 汽油机结构图
1. 定义：用汽油作燃料，使汽油在汽缸内燃烧,将内能转化为机械能的装置。
火花塞
气缸
汽油在汽缸的顶部燃烧而产生高温、高压燃气
进气门
汽油和空气形成的燃料混合物的进口
活塞
在汽缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能
连杆
连杆跟活塞相连
排气门
燃料燃烧后废气的出口
曲轴5
曲轴与飞轮相连，曲轴带动飞轮转动
冲程:
活塞从气缸的一端运动到另一端
叫做一个冲程(也叫“行程”)
3. 冲程
4.汽油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
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。
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。
思考:能的转化
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
进气门和排气门都关闭
燃气推动活塞向下运动
思考:能的转化
内能转化为机械能
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
5.汽油机四冲程的特点
开
关
向下
吸入汽
油和空气
无
关
关
向上
压缩气体
提高温度
关
关
向下
高温气体膨胀推动活塞做功
关
开
向上
排出废气
无
机械能转
化为内能
内能转化
为机械能
一个工作循环里，活塞往返 次，曲轴转动 周。
冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠 来完成。
两
做功
两
飞轮的惯性
柴油机
C
（1）柴油机的构造:
1.定义：柴油机是以柴油为燃料的内燃机，常用在载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械上。
（2）柴油机工作原理
（3）汽油机与柴油机的异同点
思考
柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
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。
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。
做功冲程
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。
排气冲程
汽油机和柴油机的异同点
1. 热机的效率
热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出能量的比值，叫做热机的效率。
蒸汽机的效率只有6﹪-15﹪，汽油机的效率为20﹪-30﹪，柴油机的效率可达45﹪。
热机与环境
D
导致热机效率低的原因有哪些？如何提高热机的效率呢？
想一想：
η=
Q有用
Q完全
废气损失
E2
有用机械能
E1
请思考
热机的运转过程中，燃料放出的能量是否全部用来对外作功了？
散热损失
E3
机械损失
E4
燃气内能E
1、尽可能使燃料充分燃烧；E2
2、尽量减小各种热量损失；E3
3、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。E4
提高热机效率的主要途径：
Ⅰ、热机的利用带来的环境污染
Ⅱ、怎样控制热机对环境造成的污染
（1）、排出的废气温度较高。
（2）、废气中含有各种有害的气体和粉尘。
（3） 、热机工作时噪声污染严重
（1）改进燃烧设备（EFI系统）；
（2）充分利用污染少的能源（无铅汽油）
（3）在排气管上安装消声器，以减少噪声污染
太阳能汽车
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电动车
天然气汽车