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热 机
第十四章 第1节
世界上第一台蒸汽机是古希腊数学家希罗于1世纪发明的汽转球,但它只是一个玩具而已。
瓦特在前人的启迪下,通过观察壶水烧开时推动壶盖的现象, 对蒸汽机作出一系列重大改进。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。
蒸汽机带来了第一次工业革命!
蒸汽机的遗憾
—体积太庞大
最早的汽车(1886年)
汽车中的巨无霸
(额定核载360吨)
第二次工业革命 内燃机——电气时代
最快的汽车(1 600 km/h)
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?原因?在这一过程中能量如何转化呢?
一、实验
一、实验
2、能量转化:
1、现象:
酒精燃烧的化学能→水蒸气的内能→机械能
瓶塞被弹起,
瓶口出现白雾
1.定义:
利用内能做功的机械
二、热机
2.种类:
蒸汽机车
火电站的汽轮机
喷气发动机
蒸汽机、内燃机、
汽轮机、喷气发动机
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。
3、内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
1.构造
(一)、汽油机
2.工作过程
吸气 压缩 做功 排气
汽油和空气
进气门打开,排气门关闭。活塞向下运动,吸入汽油和空气的混合物,曲轴转半圈,无能量转化。
吸气冲程:
进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,内能增大,温度升高,曲轴转半圈。机械能转化为内能。
压缩冲程:
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。曲轴转半圈,内能转化为机械能,对外做功。
排气冲程
进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,废气排出。
A
D
B
C
说一说他们是哪个冲程?
(1)汽油机一个工作循环包括 个冲程,活塞往复 次,曲轴转动 圈,飞轮转 圈,有 次能量转化,做功 次 。
4
2
2
1
2
(2)四个冲程中,只有 对外做功,其他三个冲程都是辅助冲程,靠
来完成。需要外力来启动.
做功冲程
飞轮的惯性
3、总结:
2
例1、某四冲程汽油机飞轮转速为3600r/min,则这台汽油机活塞在1s内对外做功 次,共完成了 个冲程。
30
120
练一练
冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 曲轴圈数 能量转化
吸气
冲程
压缩
冲程
做功
冲程
排气
冲程
开
关
关
下
半圈
无
关
上
半圈
机转内
关
关
下
半圈
内转机
关
开
上
半圈
无
1.内燃机压缩冲程 能转化为 能.
做功冲程 能转化为 能。
机械
内
机械
内
2.不是依靠飞轮惯性完成的冲程是( )
A
A
D
B
C
3.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
柴油机结构和汽油机相似,它们的主要区别是:柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气,在压缩冲程结束时,压缩空气的温度已经超过柴油的燃点,此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
喷油嘴
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
汽缸
曲轴
(二)、柴油机
1、结构:顶部有喷油嘴(其他相同)
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
2、工作过程:
汽油机 柴油机
20%----30% 30%---45%
构造
吸入
物质
点火
方式
应用
火花塞
空气和汽油
的混合物
喷油嘴
只吸空气(喷油嘴喷出雾状柴油)
点燃式
压燃式
摩托车 、小汽车
大型货车、农用车、火车
效率
(三)汽油机和柴油机的异同
练习册16题
柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
汽油机转速高,结构简单,质量轻,造价低廉,运转平稳,使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用,至今不衰。
柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%,因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油
发动机轿车的推广使用具有重大意义。
汽油机和柴油机的优缺点
4.汽油机和柴油机相比较,下列叙述中正确的是( )
A.柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物,汽油机吸入的是空气
B.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D.在压缩冲程末,汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
C
热机是利用内能做功的机器
内燃机分为汽油机和柴油机两大类
汽油机和柴油机的异同
课堂小结