沪粤九年级上册物理 第十二章 第四节 热机与社会发展 课件 34张PPT

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第四节
热机与社会发展
　　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！
瓦特
　　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
　　用什么来代替高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就可以不要啦！
想一想
热机
——利用内能做功的机械
　
讨论:这个实验中能量转化的情况。
演　示
　　燃料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。
一、热机
1、热机的工作原理：
将内能转化为机械能的机器
一、热机
蒸汽机
汽轮机
内燃机
火箭上的喷气发动机
柴油机
汽油机
2、热机的种类
蒸气机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
火箭等
一、热机
　　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
蒸汽机车
喷气发动机
火箭发动机
火电站的汽轮机
2．热机的种类
一、热机
3、内燃机：燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
一、热机
分类：
柴油机
汽油机
吸气
压缩
做功
排气
4、内燃机的冲程和工作循环
一、热机
1、汽油机的构造
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
二、汽油机
（1）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。
2、工作过程
二、汽油机
（2）压缩冲程
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。
机械能转化为内能。
2、工作过程
二、汽油机
(3)做功冲程
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。
内能转化为机械能。
2、工作过程
二、汽油机
（4）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。
2、工作过程
二、汽油机
在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
哪个冲程使汽车获得动力？
哪个冲程排出了汽车的尾气？
老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？
现代汽车里的“马达”起什么作用？
想想议议
二、汽油机
　　柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
喷油嘴
三、柴油机
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
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
2、工作过程
三、柴油机
（1）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
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。
机械能转化为内能。
（2）压缩冲程
三、柴油机
（3）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。
内能转化为机械能
三、柴油机
（4）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
四、热机的效率
请思考汽油机的运转过程中，燃料放出的能量是否全部用来对外作功了？
燃气内能E
有用机械能
废气损失
散热损失
机械损失
E1
E2
E3
E4
1.尽可能使燃料充分燃烧；
2.尽量减小各种热量损失；
3.机件间保持良好的润滑以减小摩擦。
提高热机效率的主要途径：
热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能
量之比，叫作热机的效率。
热机效率=有用功的能量E1/燃烧总能量E
汽油机的效率为20%~30%
四、热机的效率
1.热机的利用带来的环境污染
2.怎样控制热机对环境造成的污染
(1)排出的废气温度较高。
(2)废气中含有各种有害的气体和粉尘。
(3)热机工作时噪声污染严重
(1)改进燃烧设备（EFI系统）；
(2)充分利用污染少的能源（无铅汽油）
(3)在排气管上安装消声器，以减少噪声污染
五、热机与环境
　【例】内燃机压缩冲程中_______能转化为__________；
在做功冲程中______能转化为_________能。
机械
内能
机械
内
典型例题
【例】依靠飞轮惯性完成的冲程是（
）
B
C
D
A
D
B
C
典型例题
【例】汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（
）
　
　A．压强增大，温度降低
　　
B．压强减小，温度升高
　　
C．压强增大，温度升高
　　
D．压强减小，温度降低
C
典型例题
【例】汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（
）
　　A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
　　B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
　　C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
　　D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
C
典型例题
【例】汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（　
）
Ａ．压强增大，温度降低　　　　
Ｂ．压强减小，温度升高
Ｃ．压强增大，温度升高　　　
Ｄ．压强减小，温度降低
c
典型例题
【例】一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800r／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
D
典型例题
热机是利用内能做功的机器
内燃机分为汽油机和柴油机两大类
热机与环境
课堂小结
再见