人教版九年级全一册第十四章 内能的利用第1节 热机课件（PPT 38张）

(共38张PPT)
一、热
机
想一想
通过前面的学习我们知道，通过对物体做功可以使物体内能增加。那么，减小物体的内能可以对外做功吗？
实验探究
研究课本图和右图15-7
观察实验现象，思考实验过程中的能量转换。
水的
内能
机械能
燃料的
化学能
燃烧
做功
1.热机定义
通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
简单的实验反映出热机中能量转化的基本过程
2.热机的分类
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
火箭发动机
······
3.蒸汽机
将燃料化学能转化为水蒸气内能，再有水蒸气做功，把内能转化为机械能的装置。
——
最早的热机
1769年，英国工程师瓦特改进完善了蒸汽机为第一次工业革命奠定了基础。因此将他的名字命名为功率的单位。
蒸汽机的工作原理
这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？
二、内燃机
实验方法：
在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入2-3滴酒精，再将盒盖盖紧，揿动电子式火花发生器的按钮，观察发生的现象。
实验探究
爆炸
有限空间的爆炸
1.定义：
燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功，因此叫做活塞式内燃机
2.常见的内燃机
(1)汽油机
(2)柴油机
3、汽油机的结构
气缸
火花塞
进气活门
排气活门
活塞
连杆
曲轴
飞轮
4、冲程：
汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。
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。
1
）
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。
2）
压缩冲程
在压缩冲程未尾，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。
3）
做功冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
4）
排气冲程
吸气冲程
压缩冲程
排气冲程
做功冲程
吸气
压缩
做功
排气
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了动力？
3、哪个冲程排出了汽车的尾气？
机械能转化为内能
内能转化为机械能
获得动力
排出尾气
四个冲程之间的关系：
在做功冲程时燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成.
一个工作循环汽油机各部件运动情况
完成：四个冲程。
活塞：往复两次。
曲轴：转动两周。
飞轮：转动两圈
对外做功：一次。
辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。
汽油机的转速：飞轮单位时间转过得全数
单位:r/min
5、柴油机的构造
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
飞轮
柴油机与汽油机构造的区别
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
火花塞
飞轮
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。
柴油机的工作过程
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。
柴油机的工作过程
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。
柴油机的工作过程
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。
柴油机的工作过程
汽油机的应用
插秧机
摩托车
小汽车
轻型飞机
喷雾器
柴油机的应用
6、柴油机与汽油机的主要区别
区别
机种
燃料
构
造
吸入气体
点火方式
使用范围
柴油机
汽油机
柴油
汽油
顶部是喷油嘴
顶部是火花塞
空气
汽油与空气的混合物
压燃式
点燃式
载重汽车、火车、轮船、拖拉机等
小汽车、低速飞机、轻型机械等
三、热机效率
想一想
在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？
由于机械传动等，克服摩擦所消耗的能量
燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能全部释放
机械传热损失一部分能量
废气排出带走的能量
输出有用功（25%~30%）
1.热机中能量损失的原因
燃料的不完全燃烧
气缸部件吸热后的热量散失
废气带走的热量
克服摩擦做功而消耗的能量。高热机效率，可提高燃料的利用率。
2.热机效率：
1.定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率
定义式：
2.各种热机的效率:
蒸汽机:6﹪~15﹪
汽油机：20﹪~30﹪
柴油机：30﹪~45﹪
3.提高热机效率及燃料的利用
率的主要途径:
1.使燃料燃烧得更充分
2.用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失.
3.设计上不断改进，减少热量的散失。
4.在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。（热电站）
热机的定义及分类
内燃机的机构
汽油机的四个冲程
汽油机与柴油机的区别
热机效率
本节要点
1、内燃机的工作过程由_______、_______、_______、_______四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_______冲程，将内能转化为机械能的是_______冲程.
吸气
压缩
做功
排气
压缩
做功
2、如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（
）
C
课堂练习
分析：1800
rad/min=30rad/s
30×2=60个冲程
60÷4=15次功
3、一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800
rad／
min，它１s完成（
）
A.30个冲程，做了30次功　　　
B.60个冲程，做了60次功
C.120个冲程，做了30次功　　　　　
D.60个冲程，做了15次功
4、根据汽油机和柴油机的区别,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
D
A
5、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2千克柴油能放热
J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功
J。（柴油的热值为3.3×107J/kg）
6.6×107
1.98×107
每天早晨叫醒你的不应该是闹钟，而是梦想！
谢谢！