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《第十四章 内能的利用》
广东省乳源县侯公渡中学 许坛安
问题:水沸腾后会怎样?
推动塞子的能量来自哪里?
你知道吗?
现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生。
水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠。
工作时:内能转化为机械能
利用内能做功的机械叫热机。
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。
蒸汽机带来一场革命!第一次工业革命!
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球,但它只不过是一个玩具而已。
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。
其实,瓦特观察水壶中的水烧开,推动壶盖,从而发明了蒸汽机,是一个善意的杜撰。
蒸汽机的遗憾——体积太庞大
内燃机——电气时代 第二次工业革命
1.热机的种类:
和柴油机。
内燃机:
汽油机
一 热机
、蒸汽机
汽轮机
和喷气发动机等。
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
一 热机
蒸汽机
蒸汽机
内燃机
内燃机种类
汽油机
柴油机
2.热机的工作原理:
燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功,把内能转变成机械能。从而使机械获得动力。
3.一个冲程:
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。
一 热机
二 汽油机
1.汽油机的构造
2.汽油机的工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
二 汽油机
吸气冲程
汽油和空气
进气门打开,排气门关闭。活塞由上端向下端运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
二 汽油机
进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,压强增大,温度升高。
压缩冲程
二 汽油机
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。
做功冲程
二 汽油机
燃烧后的废气
进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。
排气冲程
二 汽油机
小结:汽油机一个工作循环包括 冲程,活塞往复 次,曲轴转动 圈,做功 次。有 次能量转化。
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,要靠安装在曲轴上的 来完成。必须靠外力来启动.
做功冲程
飞轮的惯性
四
二
一
二
二
二 汽油机
1.柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
三 柴油机
吸气冲程
空气
进气门打开,排气门关闭。活塞由上端向下端运动,将空气吸进气缸。
三 柴油机
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着火点。
三 柴油机
做功冲程
在压缩冲程末,从喷油嘴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。
三 柴油机
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,把废气排出气缸。
三 柴油机
构造不同:汽油机有火花塞;柴油机有喷油嘴。
汽油机和柴油机的异同
原理相同:燃料在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞来做功。
吸入气缸工作物质不同:汽油机的是空气和汽油的混合物;柴油机的是纯空气。
点火方式不同:汽油机点燃式;柴油机压燃式。
1.四冲程汽油机的工作过程由( )、( )、( )和( )四个冲程组成的。
展现风采
2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( )冲程,做功冲程是( )能转化为( )能。
3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( )。柴油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( )。
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?
4.老式摩托在启动时,需踏动启动杆,这是为什么?
5.现代汽车里的“马达”起什么作用?
吸气
压缩
做功
排气
2.内燃机的冲程和工作循环
展现你的收获
3.汽油机和柴油机的异同
1.内燃机的工作原理
汽车在开动前,是如何使内燃机起动的?
答:通过外力先使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴通过连杆带动活塞运动,消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功,内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功,一部分通过飞轮(与曲轴相连的质量较大的轮子)保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动,靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。
你知道吗?
想想议议:
1、在四个冲程中,哪些冲程发生了能量的转化?如何转化?
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?