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热 机
第十四章 内能的利用
(1) 在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的?
________________。
(2) 当加热一段时间后,看到什么现象?
________________。
(3) 橡胶塞被顶开,是谁对它做了功?
________________。
(4) 水蒸气既然能够对橡胶塞做功,说明水蒸气具有能,它
具有的是什么能?___________。
增大
橡胶塞被推出
水蒸气
内能
燃料燃烧时化学能转化为内能,传给水和水蒸气;
水蒸气把橡胶塞冲出去,水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。
演示实验
3. 热机工作时能量转化过程:
燃烧
做功
燃料的化学能
内能
机械能
温馨提示:
1. 内能有两个重要的应用
一是利用内能直接对物体加热。如烧水做饭、生火取暖。
二是利用内能来做功。
2. 热机
是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置。
使用汽油作为燃料的内燃机叫汽油机
使用柴油作为燃料的内燃机叫柴油机
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫作内燃机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
一、什么是内燃机
1.汽油机的构造
二、汽油机的工作过程
视频:汽油机的工作过程
2.汽油机的工作过程
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。
吸入气体: 。
Ⅰ.吸气冲程
活塞运动方向: 。
汽油和空气的燃料混合物
气门:进气门 ;
排气门 。
打开
关闭
向下
此过程中,曲轴转动____圈。
半
Ⅱ.压缩冲程
燃料混合物:压强 ,
温度 。
气门:进气门 ;
排气门 。
活塞运动方向: 。
关闭
关闭
增大
向上
升高
能量转化:
能
能
机械
内
活塞对燃料混合物做功,燃料内能增大。
在压缩冲程结束时, 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。
活塞运动方向: 。
向下
机械
内
Ⅲ.做功冲程
能量转化:
能
能
火花塞
气门:进气门 ;
排气门 。
活塞运动方向: 。
关闭
打开
向上
Ⅳ.排气冲程
汽油机总结
1.汽油机一个工作循环:由 、 、 和 四个冲程组成。
2.能量转化:
压缩冲程把 转化为
做功冲程把 转化为 。
3.汽油机工作的四个冲程中,只有__________燃气对外做功,其他三个冲程都是辅助冲程,要靠安装在曲轴上飞轮的_____来完成,必须靠外力来启动。
做功冲程
惯性
吸气
压缩
做功
排气
机械能
内能
内能
机械能
汽油机总结
4.汽油机一个工作循环包括___冲程,活塞往复___次,曲轴和飞轮转动___圈,做功___次。有___次能量转化。
4
2
2
1
2
1.柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
汽缸
曲轴
三、柴油机的工作过程
空气
Ⅰ.吸气冲程
活塞运动方向: 。
空气
气门:进气门 ;
排气门 。
打开
关闭
向下
吸入气体: 。
2.柴油机的工作原理
Ⅱ.压缩冲程
空气:压强 ,温度 。
气门:进气门 ;
排气门 。
活塞运动方向: 。
关闭
关闭
增大
向上
升高
活塞压缩空气,对空气做功,空气内能增大,温度升高。超过柴油着火点。
能量转化:
能
能
机械
内
在压缩冲程结束时,从 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。
Ⅲ.做功冲程
活塞运动方向: 。
向下
机械
内
能量转化:
能
能
喷油嘴
燃烧后的废气
Ⅳ.排气冲程
气门:进气门 ;
排气门 。
活塞运动方向: 。
关闭
打开
向上
工作过程 异同点 汽油机 柴油机
吸气冲程 不同点 吸入汽缸内的是汽油和空气混合物 吸入汽缸内的只是空气
相同点 进气门打开,排气门关闭 压缩冲程 不同点 燃料混合物被压缩,燃气体积减小,压强增大,温度升高 空气被压缩得更厉害,压缩比更大,压强更大,温度更高
相同点 机械能转化为内能,进、排气门都关闭 做功冲程 不同点 火花塞产生电火花,使燃料燃烧,点燃式 喷油嘴排出雾状柴油,遇热空气燃烧
压燃式
相同点 内能转化为机械能,进、排气门都关闭 排气冲程 相同点 进气门关闭,排气门打开排出废气 3.汽油机和柴油机工作的相同点和不同点
1.下列图片是四个冲程的工作过程图,请你说出每一个图片属于哪一个冲程。
2.下图是汽油机一个工作循环的四个冲程,不是依靠飞轮惯性完成的冲程是( )
A
A
D
B
C
3.根据汽油机和柴油机的区别,下列说法正确的是( )
A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴
B.汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C.吸气冲程是内能转化为机械能
D.压缩冲程是内能转化为机械能
A
4.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转动的情况,下列说法正确的是( )
A.做功10次,飞轮转40周
B.做功40次,飞轮转20周
C.做功10次,飞轮转20周
D.做功20次,飞轮转10周
C