(共27张PPT)
第1节 热机
第十四章 内能的利用
观察与思考
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？
学习目标
1.知道热机的概念；初步了解热机的工作原理。
2.了解汽油机的构造和工作过程。
3.了解柴油机的构造和工作过程。
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。
观察与思考
木塞被弹出，试管口处有“白雾”出现。
酒精灯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，内能转化为塞子的动能。
热机
一
人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械
——热机。
归纳与小结
利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
观察与思考
交流与讨论
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。
汽油机
二
1.汽油机的构造
2.汽油机的工作原理
观察与思考
归纳与小结
内燃机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运动，叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸入气体: 。
吸气冲程
活塞运动方向： 。
汽油和空气的燃料混合物
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
打开
关闭
向下
观察与思考
压缩冲程
燃料混合物：压强 ，
温度 。
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
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，温度升高。
观察与思考
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。
活塞运动方向： 。
向下
机械
内
做功冲程
观察与思考
能量转化：
能
能
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
打开
向上
排气冲程
观察与思考
活塞往复运动 次。
对外做功 次。
汽缸内的燃油燃烧爆发 次。
四冲程内燃机一个工作循环：
2
1
1
观察与思考
柴油机
三
1.柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
汽缸
曲轴
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
2.柴油机的工作原理
观察与思考
空气
吸气冲程
活塞运动方向： 。
空气
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
打开
关闭
向下
吸入气体： 。
观察与思考
压缩冲程
空气：压强 ，温度 。
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
关闭
增大
向上
升高
活塞压缩空气体积对空气做功，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
观察与思考
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。
做功冲程
活塞运动方向： 。
向下
机械
内
能量转化：
能
能
观察与思考
燃烧后的废气
排气冲程
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
打开
向上
观察与思考
内燃机的启动
内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
观察与思考
(1)汽油机的应用
(2)柴油机的应用
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。
内燃机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
观察与思考
汽油机和柴油机的异同点比较
种类 汽油机 柴油机
相同点
不
同
点 构 造
燃 料
吸入气体
点火方式
都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程
火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
汽油和空气
空气
点燃式
压燃式
归纳与小结
课堂小结
1.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
随堂训练
3.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
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
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
2.某四冲程汽油机,曲轴转速1200转/分,则该汽油机每秒
做功_______次,有________个冲程,飞轮转________周。
20
BCD
10
40
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第2节 热机效率
第十四章 内能的利用
它们都离不开燃料。
固体燃料
液体燃料
气体燃料
燃料的分类
常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。
我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？
质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出能量的本领不同。
一、燃料的热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量（体积）之比叫做这种燃料的热值。
3、单位：焦 /千克 ( J/kg )
焦 /立方米 （ J/m 3 )
2、表示字母：q
观察热值表，你有什么收获？
1、不同物质的热值一般相同吗？
2、有没有不同物质比热值相同的？
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
3、哪种物质的热值最大 ？它是多少？表示的物理意义是什么？
?
5、热值的有关计算：
（1）固体或液体燃料：
Q放 = mq
（2）气体燃料：Q放 = Vq
关于燃料的热值正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
B．燃料的热值与燃料的种类有关
C．燃料的热值与燃料的多少有关
D．燃料的热值与上面三个因素都有关
B
练一练
null
某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量（q气为7.5×107J/m3，q柴为107J/kg）
解：Q放=Vq气=4m3 ×7.5×107J/m3 =3×108J；
m=Q放/q柴=3×108J/107J/kg=30kg。
答：天然气完全燃烧放出热量是3×108J, 相当于30 kg柴薪完全燃烧放出的热量。
这些能量是否都转化成人们需要的能量了吗
废气带走的能量
散热、克服摩擦损失
想一想
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。
1、定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率，即：
Q有
Q放
η=
二、热机效率
X 100%
蒸汽机的效率：6% ~ 15%
汽油机的效率：20% ~ 30%
柴油机的效率：30% ~ 45%
热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效
率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的
燃料，从而节约资源，减少污染。
2、提高热机效率的方法：
（1）使燃料充分燃烧;
（2）尽量减少各种热量损失；
（3）利用废气的能量；（主要措施）
（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
热机的效率不可能达到100%
例1：用天然气灶烧水，燃烧1m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃.天然气热值3.2×107J/m3求
（1）天然气完全燃烧放出热量
（2）水吸收的热量
（3）天然气灶的效率
例2： 下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）
A．减少各种热损失
B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站
D．采取少消耗总能量的办法
D
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第3节 能量的转化和守恒
第十四章 内能的利用
观察与思考
象山技工学校的朱振霖花1.5万元，自行研制出一辆太阳能汽车：不需气、不需油，每天晒晒太阳，能开70公里。
他是如何让太阳能驱动汽车前进的呢？
观察与思考
除了太阳能，你还知道哪些形式的能量？
机械能、内能、电能、化学能、核能等。
能量的转化
一
观察与思考
实验1：快速摩擦双手
实验2：反复弯折铁丝
实验3：蜡烛燃烧
实验4：手摇发电机发电
下列实验中发生哪些能量转化？
机械能转化为内能
机械能转化为内能
化学能转化为内能和光能
机械能转化为电能
交流与讨论
机械能转化为内能
机械能转化为电能
电能转化为机械能
电动机带动水泵把地下水送到地面
水电站里水轮机带动发电机发电
钻木取火
观察与思考
光能转化为电能
化学能转化为内能
光能转化为化学能
植物吸收太阳光
进行光合作用
燃料燃烧时发热
光太阳能电池
观察与思考
交流与讨论
能量守恒定律
二
观察与思考
停止用力，秋千为什么会越摆越低？
掉在地上的弹性小球会跳起，为什么越跳越低？
空气阻力做功，秋千和小球的机械能转化为内能。
归纳与小结
大量事实表明，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
滑冰滑梯的过程中，能量是怎样转化的？遵守能量守恒定律吗？
观察与思考
有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。
交流与讨论
观察与思考
如图是一种设想中的永动机，它通过高处的水流冲击叶片，叶片的转动用来对外做功，同时带动抽水器从低处将水抽到高处，从而循环工作。从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去？
1.下列说法中正确的是（ ）
A.冬天对着手哈气，手变暖是机械能转化为内能
B.用酒精灯给水加热，是机械能转化为内能
C.高速行驶的汽车爆胎是很危险的，从能量角度来看，是机
械能与内能的相互转化
D.滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦，出现一道痕迹，是内能转化为机械能
C
2. 在某密闭隔热的房间内有一电冰箱，现接通电源使电冰箱开始工作，并打开电冰箱的门，则过段时间后室内的温度将（ ）
A．降低 B．不变
C．升高 D．无法判断
C
3.能量守恒是自然界的基本规律之一，下列能量转化过程中，属于内能的转移的是（ ）
A.用电灯照明
B.光合作用
C.用暖水袋取暖
D.天然气的燃烧
C
