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人教版第十四章第一节
热 机
新课导入
第一次工业革命一一
是由蒸汽机带来的一场革命!
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。
向瓦特致敬!
新课导入
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家亚历山大港的希罗于1世纪发明的汽转球,这是蒸汽机的雏形。
1698年托马斯·塞维利和1712年托马斯·纽科门制造了早期的工业蒸汽机,他们对蒸汽机的发展都做出了自己的贡献。
世界上第一台蒸汽机
瓦特在前人的启迪下,对蒸汽机作出一系列重大改进,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。
在一个试管中装一些水,用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾,会看到什么现象,你能解释其中的现象吗?
知识点一
认识热机
——利用内能做功的机械
你能说出这个过程中能量转化的情况吗?
燃料燃烧时化学能转化为内能,传给水和水蒸气;水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的机械能。
一、什么是热机
热机——利用内能做功的机械(将内能转化为机械能的机器)
热机的种类有很多,例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
蒸汽机车
火箭发动机
喷气发动机
火电站的汽轮机
蒸汽机的弱点:
锅炉,整个装置既笨重又庞大;
新蒸汽的压力和温度不能过高,排气压力不能过低,热效率难以提高;
是往复式机器,惯性限制了转速的提高;
工作过程是不连续的,蒸汽的流量受到限制,也就限制了功率的提高。
用什么来代替高温高压的水蒸气呢?那样,锅炉就可以不要啦!
想一想:
蒸汽机的蒸汽在气缸外产生,导致蒸汽机笨重、效率低等等。能否考虑在
气缸内产生燃气呢?
第二次工业革命:
内燃机——电气时代
世界上最早的四轮汽车
最小的汽车
世界上最快的汽车----时速为1600km
汽车中的巨无霸---澳洲超级公路列车
内燃机是热机的一种,是燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
内燃机分为汽油机和柴油机。
汽油机
柴油机
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。
观看课本图14.1-3,认识汽油机的构造
知识点二
汽油机
知识点二
内燃机的工作循环
内燃机工作时,四个冲程周而复始
在内燃机的一个工作循环中
活塞来回往复两次,曲轴转动两周
对外做功一次
吸气冲程
汽油和空气
进气门打开,排气门关闭。活塞向下运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端,进气门关闭, 曲轴转动半圈。
知识点二
内燃机的工作循环
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,温度升高。曲轴转动半圈。
知识点二
内燃机的工作循环
做功冲程
在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体,推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动半圈,对外做功。
知识点二
内燃机的工作循环
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,把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端,排气门关闭, 曲轴转动半圈。
废气
知识点二
内燃机的工作循环
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。
老式摩托在启动时,需踏动启动杆,为什么?
哪个冲程排出了汽车的尾气?
在汽油机的四个冲程中只有做功冲程是独立完成的,其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成,因此老式摩托车启动时需要踏动启动杆,带动飞轮转动,完成吸气、压缩冲程,直到汽油机独立完成做功冲程,利用内能对外做功,开始工作。
排气冲程
汽油机的构造
柴油机的构造
火花塞
进气门
排气门
气缸
连杆
活塞
喷油嘴
进气门
排气门
柴油机的构造
知识点三
2.柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。
1.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。
3.柴油发动机与汽油发动机相比热效率更高,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
汽油机
汽油机比较轻巧,常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
知识点四
内燃机的应用
柴油机
柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面
知识点四
内燃机的应用
课堂
小结
1.利用内能做功的机械叫做热机。
2. 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机。分为汽油机和柴油机。
3. 四冲程内燃机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
4. 柴油机和汽油机的主要区别是:柴油机的汽缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。
课堂训练
1.汽油机在压缩冲程工作中物质被压缩,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
2.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.在压缩冲程末,汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
D.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D
3.一个工作循环有四个冲程,飞轮转动__周,对外做功__次,活塞往复运动__次,其他冲程靠飞轮的惯性完成。在汽油机工作的四个冲程中,内能最大的冲程是_____。内能最小的冲程是_____。
两
一
两
做功冲程
吸气冲程