(共25张PPT)
14.1 热 机
第十四章 内能的利用
人类在“偷懒”的本能驱使下,瓦特改良了蒸汽机拉开了第一次工业革命的序幕!18世纪第一辆汽车问世,从此人类结束了”慢生活”,跨入了“一日千里”的高速时代!现在:轮船、高铁、飞机带你遨游世界,地球变成了地球村。
汽车奔驰
列车飞驶
飞机凌空飞去
舰船劈波斩浪
你知道它们为什么能大展神威吗?
观察与思考
观察与思考
如图所示,在试管中装些水,用橡胶塞塞住管口,加热使水沸腾,观察现象。想一想 该现象包含那些物理知识?
实验探究:内能可以做功
想一想 它们有什么共同特征?
利用内能做功,把内能转化为机械能。
热机
蒸汽机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
热机的发明和使用,对人类社会的发展起到了重要作用。
内燃机
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
汽油机:使用汽油作为燃料
柴油机:使用柴油作为燃料
汽油机的构造
汽油机工作时,活塞在汽缸内做一次单向运动,叫作一个冲程。
吸气冲程
进气门______,排气门______。活塞由______向______运动,______和空气组成的燃料混合物从_______吸入气缸。此过程中,曲轴转动____圈。
打开
关闭
上端
下端
汽油
进气门
半
压缩冲程
进气门和排气门________,活塞由汽缸最______向____运动,燃料混合物被______,密度_____,压强增大,温度_____。曲轴转动____圈。
机械能转化为内能
都关闭
下端
上
压缩
增大
升高
半
做功冲程
在压缩冲程末尾,火花塞产生电火花(点燃式),使燃料猛烈燃烧,产生__________的燃气,推动活塞_____运动,并通过连杆带动曲轴转动,曲轴转动____圈。
内能转化为机械能
高温高压
向下
半
排气冲程
进气门_____,排气门_____,活塞由汽缸最_____向____运动,把废气排出气缸。当活塞运动到汽缸的最上端,曲轴转动____圈。
关闭
打开
下端
上
半
吸气
压缩
做功
排气
汽油机的工作过程
1. 汽油机四个冲程中,只有做功冲程对外做功,将内能转化为机械能,其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。
2. 汽油机1个工作循环有4个冲程,活塞上下往复2次,曲轴转动2周,对外做功1次, 有2次能量转化。
如图所示是四冲程汽油机工作时四个冲程的示意图,属于压缩冲程的是( )
D
A
D
B
C
例1.
2019年春节期间热映的《流浪地球》被誉为开启了中国科幻电影元年。这部电影讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀,无法再给地球提供能量,人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体,逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的( )。
例2.
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
1.在四个冲程中,哪些冲程发生了能量的转化?
2.哪个冲程使汽车获得动力?
3.哪个冲程排出了汽车的尾气?
压缩冲程把机械能转化为内能;做功冲程把内能转化为机械能。
做功冲程
排气冲程
针对练习
柴油机
柴油机
进气门打开,排气门关闭。活塞由上端向下端运动,将空气吸进汽缸。
吸气冲程
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燃点。 机械能转化为内能。
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。 内能转化为机械能。
做功冲程
排气冲程
进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸。
汽油机和柴油机的异同
比较 汽油机 柴油机
不同点 构造 火花塞 喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 只吸入空气
点火方式 点燃式 压燃式
效率 效率低 效率高
应用 机体轻便,主要用于摩托车、小型汽车、飞机等 机体笨重,主要用于载重汽车、轮船等
课堂小结
热机
内能转化为机械能
热机工作原理
内燃机
汽油机
柴油机
工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
1.如图所示,在试管内装适量的水,用橡皮塞塞住,加热使水沸腾,根据图中提供的信息回答下列问题。
(1)塞子冲出试管后,因为 继续向前运动;
(2)塞子被推出的过程中, 能转化成 能,这个过程中能量转化与热机中的 冲程相同。
随堂训练
惯性
内
机械
做功
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.甲、丁、乙、丙 D.甲、丙、乙、丁
2.如图表示四冲程内燃机工作时的示意图,一个工作循环的正确顺序为( )
C
3.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