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第十四章 内能的利用
九年级物理人教版·上册
第1节 热机
观察并回答:
火车、轮船、汽车是常见的交通运输工具,你知道它们的动力来自哪里吗?它们工作过程中能量是如何转化的吗?
实验
在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,观察现象。
讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。
橡皮塞被冲出;
燃料燃烧时将化学能转化水蒸气的内能;
水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
一、热机
1.定义:
利用内能做功的机械。
2.分类:
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等。
蒸汽机车
火箭发动机
喷气发动机
火电站的汽轮机
3.内燃机:
柴油机
汽油机
4.共同特点:
燃料的
化学能
工作物质的内能
工作机器的
机械能
燃烧
做功
二、汽油机
1.定义:
使用汽油作为燃料的热机。
2.构造:
3.工作过程:
汽缸、进气门、排气门、
活塞、连杆、曲轴、
火花塞。
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,叫做一个冲程。
(1)吸气冲程:
进气门打开、排气门关闭;活塞向下运动。
(2)压缩冲程:
进气门关闭、排气门关闭;活塞向上运动。
(3)做功冲程:
进气门关闭、排气门关闭;活塞向下运动。
(4)排气冲程:
进气门关闭、排气门打开;活塞向上运动。
机械能转化为内能。
内能转化为机械能。
内燃机一个工作循环:包括________个冲程,活塞往复运动_______次,曲轴转动_____周,对外做功 ______次。
两
一
两
四
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
1.在四个冲程中,压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量的转化?
压缩冲程:机械能转化为内能
做功冲程:内能转化为机械能
2.哪个冲程使汽车获得动力?
做功冲程
3.哪个冲程排出了汽车的废气?
排气冲程
想想议议
如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中图________是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2400r/min,这次汽油机每秒钟内完成_______个冲程,对外做了________次功。
丙
80
20
三、柴油机
柴油机结构和汽油机相似;
柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
在压缩冲程中,将机械能转化为内能,在做功冲程中,把内能转化为机械能。
一个工作循环也包括四个冲程,活塞来回两次,曲轴转动两周,对外做一次功。
——使用柴油作为燃料的热机。
汽油机和柴油机的比较
项目 汽油机 柴油机
构造 火花塞 喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气 冲程 吸入空气和汽油的混合物 只吸入空气
点火 方式 点燃式 压燃式
应用 主要用于汽车、摩托车、飞机 主要用于挖掘机、轮船
下列有关热机的说法正确的是( )
A.柴油机顶部是火花塞,吸气冲程吸入的是空气
B.热机的工作原理是将内能转化为机械能
C.内燃机压缩冲程时体积增大,内能减少,温度升高
D.热机效率可以等于1
B
1.下图是单缸内燃机的四个冲程的剖面图,一个工作循环正确的排列顺序是( ),其中依靠飞轮惯性完成的冲程是( )
A
D
B
C
BCD
BDAC
2.在热机的四个冲程中,把机械能转化为内能的是 ______ 冲程。汽油机工作时要产生大量的热,通常采用水循环将热带走,这是利用水 ________ 的特性。
压缩
比热容大
3.某台汽油机飞轮的转速为1800r/min,在1s内,汽油机完成了_______ 个工作循环,对外做了__________次功。
15
15
4.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的( )
A.压强增大,温度降低 B.压强减小,温度升高
C.压强增大,温度升高 D.压强减小,温度降低
C
5.如图是内燃机工作循环中的一个冲程,它是( )
A.压缩冲程,将化学能转化成内能 B.压缩冲程,将机械能转化成内能
C.做功冲程,将内能转化成机械能 D.做功冲程,将机械能转化成内能
C