(共35张PPT)
第4节
热机
2.了解四冲程汽油机的基本工作原理。
1.认识热机，知道其工作原理及能量转化。
3.了解柴油机。
镰刀
联合收割机
木帆船
豪华邮轮
古代马车
现代小轿车
世界上最早的飞机
现代客机
火
箭
热机的原理
把内能转化为机械能
热机的种类很多，蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等都属于热机。
热机的能量转化：
汽油机
你知道汽油机的构造吗？
汽
油
机工作原理
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进入汽缸。
吸气冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
压缩冲程
在压缩冲程末尾，火花塞产生火花，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
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
排气冲程
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
汽缸
曲轴
柴油机
了解柴油机的构造
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
了解柴油机的工作原理
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。
空气
吸气冲程
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，把空气体积压缩得很小，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。
压缩冲程
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。
做功冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
燃烧后的废气
排气冲程
1.如何启动内燃机呢？
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。
2.内燃机有哪些应用呢？
(1)汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
(2)柴油机比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
想一想：汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？
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
完成表格:
汽油机
柴油机
相同点
不
同
点
构
造
燃
料
吸入气体
点火方式
二、汽油机和柴油机的工作过程
一、热机的原理
把内能转化为机械能
1.如图是汽油机工作循环中的某一冲程,这个冲程
是(
)
A.吸气冲程
B.
压缩冲程
C.做功冲程
D.
排气冲程
A
2.如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的
是（
）
B
3.关于热机，下列说法错误的是(
)
A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
C
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
5．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
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
6.如图表示的是汽油机的_____冲程；在压缩冲程中，是通过____方式增加气体内能的。(共27张PPT)
第4节
热机
实验一：观察下面的实验现象，并解释你看到的现象。
你看到了什么现象？产生这一现象的原因是什么？在这个过程中能量是如何转化的？
实验二：观察下面的实验现象，并解释你看到的现象。
你看到了什么现象？产生这一现象的原因是什么？在这个过程中能量是如何转化的？
塞子冲出的过程中，能量的转化：
燃料的_____能
水蒸气的_____
塞子运动的______;
热机的能量转换：
燃料的____能
_____
_______；
热机是把____能转化为____能的机器。
一、热机的定义
化学
内能
机械能
化学
内能
机械能
内
机械
常见的热机及其应用（内燃机是最常见的热机）
一种常见的内燃机剖面图
1、观察图回答汽油机的构造：
上部有
和
，
顶部有
。
主体是
，内有
,
它通过
___
与
相连。
气缸
活塞
连杆
曲轴
进气门
排气门
火花塞
四冲程汽油机工作过程
想想议议：
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？
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，与曲轴相连的飞轮也转_____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
4
2
2
1
2
2
汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？
答：通过_______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____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，___能就会转化成曲轴的______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____性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的______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。
外力
机械
内
机械
惯
机械
第一冲程：
。进气门
，排气门
，活塞由汽缸最
向
运动，
和
的混合物从
被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，_____
关闭，
曲轴转动
圈。
第二冲程：
.进气门
和排气门
，活塞由汽缸最
向
运动，燃料的混合物被
，汽缸内温度
，气压
。曲轴转动
圈。在此过程中，
转化
。
吸气冲程
打开
关闭
上端
下
汽油
空气
进气门
进气门
半
都关闭
下端
上
压缩
升高
增大
半
机械能
内能
压缩冲程
第三冲程：
。在压缩冲程末，火花塞产生电火花（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生
的燃气，推动活塞由汽缸向
运动，并通过连杆驱使曲轴转动，
曲轴转动
圈。
在此冲程中，
转化
。
第四冲程：
。进气门
，排气门
，活塞由汽缸最
向
运动，
把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上
端，
关闭，
曲轴转动
圈。
做功冲程
高温高压
下
半
内能
机械能
排气冲程
关闭
打开
下端
上
排气门
半
1.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是(
)冲程,做功冲程是(
)能转化为(
)能.
3.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每秒钟对外做功(
)次.
4.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的(
)来完成
思考:
压缩
内能
机械
30
惯性
知识应用
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.
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
10
40
20
1.你知道的燃料有哪些？从状态上可分为______________________
2.从能量转化的角度看，燃料燃烧是______转化为_______能
3.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？
固体燃料、液体燃料和气体燃料。
化学
内/热
燃料的热值(q)
1.定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量。
2.单位：焦每千克，符号：J/kg
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）、是否完全燃烧无关。
3、燃料的热值表、意义：
P139一些燃料的热值
木炭:
3.4×107J/kg
1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J.
煤气:
3.9×107J/m3
物理意义:
1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9×107J.
物理意义:
练习：
1kg汽油的热值小，2kg汽油的热值大？
1m?天然气完全燃烧的热值大，未完全燃烧的热值小？
1kg干木柴完全燃烧放出的热量？2kg？
燃料完全燃烧放出热量的计算：
Q放＝mq
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
解析：选B。热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系。
下面说法不正确的是（
）
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的
C．l
kg的某种燃料燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值
D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施
解析：选C。lkg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值，必须加上“完全”两个字，故C错。
燃料完全燃烧放出的能量
废气带走
的能量
散热、克服摩擦损失
机械能
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
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。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的
比值称为热机效率，即：
热机效率
怎样提高热机的效率？
使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失；
在热机的设计和制造上采用先进的技术；
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。
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
解析：选D。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额外功等。
二、四冲程汽油机的工作过程
三、燃料的热值
定义：1kg(m3)某种燃料完全燃烧放出的热量
单位：焦每千克，符号：J/kg
一、热机的原理
把内能转化为机械能
四、热量的计算
Q放=mq
五、热机效率：
我们把用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧后放出的能量之比叫做热机效率。
