鲁教版（五四制）九年级下册 物理 课件 19.5热机（35张PPT）

热机
你知道这些漂亮的车是靠什么发动的吗？
学习目标
1.了解四冲程汽油机的基本工作原理；
2.了解柴油机与汽油机工作原理的相同与不同点。
3.从能量转化的角度认识燃料的热值；
4.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义；
5.通过能量的转化和转移，认识热机效率。
一、热机
观察与实验：水沸腾后会出现什么现象
1.燃料的化学能转化为内能
2.内能通过热传递转移给水和水蒸气
3.水和水蒸气的内能转化为塞子的机械能
一、热机
想一想：试利用上述实验总结内能的两种应用
一、利用内能来加热物体
二、利用内能来做功
将由燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。
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。
了解：两种常见的内燃机
使用汽油作为燃料的叫汽油机
二、内燃机
使用柴油作为燃料的叫柴油机
汽油机
进气门
排气门
火花塞
活塞
连杆
曲轴
气缸
结 构
汽油机
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
此过程无能量转化
汽油机
压缩冲程
机械能转化成内能
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。
汽油机
做功冲程
内能转化成机械能
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。高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
汽油机
排气冲程
此过程无能量转化
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
柴油机
进气门
排气门
喷油嘴
活塞
连杆
曲轴
气缸
结 构
柴油机
吸气冲程
此过程无能量转化
进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，空气进入气缸。
柴油机
压缩冲程
机械能转化成内能
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强增大，温度升高，该冲程末，缸内空气的温度已经超过柴油的燃点。
柴油机
做功冲程
内能转化成机械能
从喷油嘴喷出雾状柴油，柴油遇到热空气立即燃烧起来，高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
柴油机
排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
此过程无能量转化
总结：汽油机和柴油机的异同点
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}比较
汽油机
柴油机

Tips：一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。
燃料
汽油
柴油
一个工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸入汽油和空气的混合物
只吸入空气
压缩程度较小（机械能转化成内能）
压缩程度较大（机械能转化成内能）
点燃式（火花塞点火）（内能转化成机械能）
压燃式（柴油遇到高温高压的热空气而燃烧）（内能转化成机械能）
排出废气
排出废气
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
小汽车、飞机等
载重汽车、火车等
主要特点
适用范围
不同燃料燃烧放出能量的本领相同吗？
四、燃料的热值
想想议议
相同质量的不同燃料燃烧时放出的热量是否相同？
相同质量的不同燃料燃烧时放出的热量是不相同的
热值
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。符号：q
Q：热量—焦(J)
m：质量—千克(kg)
q：热值—焦每千克 (J/kg)
四、燃料的热值
知道：用物理语言描述这种差别
热值是燃料的一种特性，每种燃料都有自己的热值。
q=
Q
m
＿
四、燃料的热值
Tips：有关热值概念的理解
T1：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，在数值上等于燃料的热值。
T2：若气体燃料单位是J/m3，则计算燃料完全燃烧放出的热量用Q放=Vq。
T3：热值是燃料本身的一种性质，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均没有关系；只与燃料的种类有关。
四、燃料的热值
{5C22544A-7EE6-4342-B048-85BDC9FD1C3A}物质
热值q/(J/kg)
物质
热值q/(J/kg)
干木柴
4.2×103
柴油
0.88×103
烟煤
2.4×103
煤油
0.84×103
无烟煤
2.1×103
汽油
0.46×103
焦炭
2.1×103
氢（液态）
0.39×103
木炭
1.8×103
煤气
0.14×103
酒精
0.92×103
沼气
0.13×103
了解：生活中一些常见燃料的热值
根据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？
氢的热值是1.4×108 J/kg
放出热量Q = 热值×质量
=1.4×108 J/kg× 10×103 kg
=1.4×1012 J
四、燃料的热值
做一做：有关热值的计算
火箭用氢作燃料
试一试：若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？
五、热机的效率
想一想：你知道汽车尾气中的污染物的来源吗？
燃料很难完全燃烧，尾气中的污染物主要是燃料未完全燃烧的产物。
五、热机的效率
想一想：做饭的时候感觉到热是为什么？
热量并没有被完全利用来煮饭，很多热量都散失了。
五、热机的效率
想一想：在内燃机中，燃料释放的热量都去了哪？
燃气内能
无用的机械
能
损失的内能
用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。
有用机械能
蒸汽机的效率只有6%~15%
柴油机的效率为30%~45%
五、热机的效率
了解：生活中一些常见热机的效率
汽油机的效率为 20%~30%
五、热机的效率
（1）热机的效率是热机性能的重要指标
提倡：提高热机效率，节约能源，减少污染
（2）提高效率的途径
　　 提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；
　　 改进热机，减少各种能量损失；
　　 利用废气的能量。
一、热机
本课小结
通过本节课，你学到了什么？
将由燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。
二、汽油机结构和工作原理
三、柴油机结构和工作原理
四、比较汽油机和柴油机
本课小结
五、什么是燃料的热值？
焦耳/千克
六、燃料完全燃烧时放出热量如何计算?
七、提高热机的效率与节能环保
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。
随堂练习
1.如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（　　）
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲
C.甲、丁、乙、丙 D.甲、丙、乙、丁
C
2.某四冲程汽油机工作时转速是2400r/min。关于此热机的工作下列说法正确的是（　　）
A.压缩冲程中内能转化为机械能
B.四个冲程中曲轴转动2圈，同时做功2次
C.此汽油机每秒对外做功10次
D.此汽油机每秒对外做功20次
D
C
3．对于燃料的热值，下列说法中，属于正确理解的是 (　　 )
A.燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B.燃料没燃烧时就没有热值
C.就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
D.容易燃烧的燃料热值一定大
4.关于热机效率，下列说法正确的是：( 　 )
A.热机效率越高，即热机做的有用功多
B.热机效率越高，即热机的功率越大
C.要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的涧滑
D.提高热机效率，有利于环保减排
C D
谢 谢