第1节热机----上课课件.ppt
热热 机机第十四章第十四章 第第节节18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度（1600k/h）已经超过了声速(1224 k/h) 。汽车是如何获得机械能的呢？演示实验演示实验: 现象：现象： 软木塞被蒸汽冲出；管口有软木塞被蒸汽冲出；管口有“白雾白雾”产生产生说明说明: 水蒸汽对木塞做功水蒸汽对木塞做功,内能减少内能减少,它的温度它的温度下降下降,水蒸汽水蒸汽液化液化成小水珠成小水珠.你能说出在这一过程中你能说出在这一过程中能量能量如何转化呢？如何转化呢？2 2、水蒸汽对活塞做功，又、水蒸汽对活塞做功，又将将内能内能转化成转化成机械能机械能，从，从而使活塞获得了动力。而使活塞获得了动力。1、酒精燃烧的、酒精燃烧的化学能化学能转转化为水和水蒸汽的化为水和水蒸汽的内能内能；应用应用：热机热机（将内能转化为机械能的机器）（将内能转化为机械能的机器）能量转化：能量转化：内能内能转化为转化为机械能机械能这个实验，展示了人类利用内能的过程这个实验，展示了人类利用内能的过程根据这个实验原理，瓦特在根据这个实验原理，瓦特在1782年年发明了往复式发明了往复式蒸汽机蒸汽机，这种蒸汽机在，这种蒸汽机在之后的一百多年里对工业的发展起了之后的一百多年里对工业的发展起了极其重要的作用。极其重要的作用。如果把试管变成汽缸，把水换成如果把试管变成汽缸，把水换成燃料，让燃料，让燃料在汽缸内燃烧，形成燃料在汽缸内燃烧，形成高温高压的燃气来推动活塞做功高温高压的燃气来推动活塞做功，便产生了便产生了内燃机内燃机，如右图。，如右图。 像这种能够将像这种能够将内能内能转化为转化为机械能机械能的机器统的机器统称为称为热机热机。燃气废气实验启示实验启示一、热机一、热机 1、把、把内能内能转化为转化为机械能机械能的的机器叫做热机。机器叫做热机。利用内能做功的机器有很多，例如利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机蒸汽机、内内燃机燃机、汽轮机汽轮机、喷气发动机喷气发动机等。等。 蒸汽机车蒸汽机车 蒸汽机车蒸汽机车 喷气发动机喷气发动机 火箭发动机火箭发动机 火电站的汽轮机火电站的汽轮机2热机的种类热机的种类热蒸汽热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁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。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！蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！蒸汽机的遗憾蒸汽机的遗憾体积太庞大体积太庞大用什么来代替用什么来代替高温高压的水蒸气高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就呢？那样，锅炉就可以不要啦！可以不要啦！想一想想一想最早的汽车（最早的汽车（1886年）年）汽车中的巨无霸汽车中的巨无霸（额定核载（额定核载360吨）吨）内燃机内燃机电气时代第二次工业革命电气时代第二次工业革命 最快的汽车（最快的汽车（1 600 km/h）2、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。3、内燃机包括汽油机和柴油机两大类。汽油机柴油机火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴汽油机的结构：汽油机的结构：吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气内燃机的内燃机的冲程冲程和和工作循环工作循环汽油机的工作过程：汽油机的工作过程：汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程汽油机的工作原理汽油机的工作原理：几个名词：几个名词：1、一个冲程：、一个冲程：2、一个工作循环：、一个工作循环： 活塞在汽缸内往复运动时，从汽活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。缸的一端运动到另一端的过程。 把把吸气吸气、压缩压缩、做功做功和和排气排气四个四个冲程称为发动机的一个工作循环。冲程称为发动机的一个工作循环。进气门打开，进气门打开，排气门关闭，排气门关闭，活塞由上端向活塞由上端向下运动，下运动，汽油汽油和空气的燃料和空气的燃料混合物混合物从进气从进气门吸入气缸。门吸入气缸。1 吸气冲程吸气冲程进气门和排进气门和排气门都关闭气门都关闭，活塞向上，活塞向上运动，燃料运动，燃料混合物被压混合物被压缩，压强增缩，压强增大，温度升大，温度升高。高。机械能机械能转化为转化为内能内能。2 压缩冲程压缩冲程3 做功冲程做功冲程在压缩冲程未在压缩冲程未尾，火花塞产尾，火花塞产生电火花，使生电火花，使燃料猛烈燃烧，燃料猛烈燃烧，产生高温高压产生高温高压的燃气。高温的燃气。高温高压燃气推动高压燃气推动活塞向下运动，活塞向下运动，并通过连杆带并通过连杆带动曲轴转动。动曲轴转动。内能内能转化为转化为机机械能械能。4 排气冲程排气冲程进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，排气门打开，活塞向上运活塞向上运动，把废气动，把废气排出气缸。排出气缸。 二、二、 汽油机汽油机1、汽油机的一个工作循环包括：、汽油机的一个工作循环包括：吸气吸气、压缩压缩、做做功功和和排气排气四个冲程。四个冲程。、吸气冲程：吸进汽油与空气的混合物。、吸气冲程：吸进汽油与空气的混合物。、压缩冲程：燃料混合气体被压缩，温度升高、压缩冲程：燃料混合气体被压缩，温度升高、压强增大。压强增大。此冲程将此冲程将机械能机械能转化为转化为内能内能、做功冲程：点火方式：点燃式、做功冲程：点火方式：点燃式 原理：混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃原理：混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功，获得动力。气，燃气推动活塞对外做功，获得动力。 此此冲程将冲程将内能内能转化为转化为机械能机械能、排气冲程：排出废气。、排气冲程：排出废气。2、 内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外做功，吸气、压缩和排气三个冲程称为辅助冲程，要靠吸气、压缩和排气三个冲程称为辅助冲程，要靠飞轮的惯性飞轮的惯性来完成，所以汽油机在开始工作时要来完成，所以汽油机在开始工作时要靠靠外力外力带动。带动。3、内燃机的四个冲程称为一个工作循环，一个工、内燃机的四个冲程称为一个工作循环，一个工作循环活塞往复作循环活塞往复两次两次，曲轴转动，曲轴转动两转两转，对外做，对外做一一次次功，飞轮转动功，飞轮转动两圈两圈。(3)(3)柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴(4)(4)柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程空气 进气门打开，排气门进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下关闭。活塞由上端向下端运动，将端运动，将空气空气吸进气吸进气缸。缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。度已超过柴油的着火点。 机械能机械能转化为转化为内能。内能。做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴喷在压缩冲程末，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，烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。带动曲轴转动。 内能内能转化为转化为机械能。机械能。排气冲程排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 进气门关闭，排气进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。，把废气排出气缸。柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。火车轮船上。 汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。 柴油发动机与汽油发动机相比热效率高柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。发动机轿车的推广使用具有重大意义。汽油机和柴油机的优缺点汽油机和柴油机的优缺点汽油机的一个工作循环是排气汽油机的一个工作循环是排气,吸气吸气,压缩压缩,_这四个冲程组成的这四个冲程组成的,其中能将机械能转化为内能的冲其中能将机械能转化为内能的冲程是程是_冲程。冲程。汽油机吸入气缸的物质是汽油机吸入气缸的物质是: ( ) A.汽油汽油 B.空气空气 C.汽油与空气混合物汽油与空气混合物 D.柴柴油油克服摩擦力做功，或压缩气体做功而使物体的内能克服摩擦力做功，或压缩气体做功而使物体的内能增加，这时是将增加，这时是将_能转化为能转化为_能。能。气体膨胀对外做功使物体的内能减少，这时是将气体膨胀对外做功使物体的内能减少，这时是将_能转化为能转化为_能。能。判断下列属于排气冲程的是（判断下列属于排气冲程的是（ ）。）。做功做功压缩压缩机械机械内内内内A机械机械C达标练习达标练习一、填空题一、填空题1.热机是把热机是把_能转化为能转化为_能的机器。能的机器。2.内燃机的特点是：燃料在内燃机的特点是：燃料在_燃烧，生成燃烧，生成_的燃气，燃气推动活塞的燃气，燃气推动活塞_，将，将_能转化为能转化为_能。能。3.内燃机的工作过程由内燃机的工作过程由_、_、_、_四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是为内能的是_冲程，将内能转化为机械能的是冲程，将内能转化为机械能的是_冲程。冲程。考考你考考你内机械气缸内高温高压向下运动内机械吸气压缩做功排气压缩做功二、选择题二、选择题4.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（活塞向上运动，此冲程是（ ）A.吸气冲程吸气冲程 B.压缩冲程压缩冲程 C.做功冲程做功冲程 D.排气冲程排气冲程5.在图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲在图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（程的顺序应当是（ ）Bbcda2内燃机压缩冲程中内燃机压缩冲程中 能转化为能转化为 ；在做功冲程中在做功冲程中 能转化为能转化为 能。能。机械机械内能内能机械机械内内1请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程中的主要不同之处。中的主要不同之处。练一练练一练3依靠飞轮惯性完成的冲程是（依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）B C DADBC练一练练一练4汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（缸中的（ ） A压强增大，温度降低压强增大，温度降低 B压强减小，温度升高压强减小，温度升高 C压强增大，温度升高压强增大，温度升高 D压强减小，温度降低压强减小，温度降低C练一练练一练5汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是是（ ）A柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空汽油机吸入的是空气气B在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的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柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高机里的高D在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高机的高C练一练练一练热机是热机是利用内利用内能做功能做功的机器的机器内燃机分内燃机分为汽油机为汽油机和柴油机和柴油机两大类两大类汽油机和汽油机和柴油机的柴油机的异同异同课堂小结课堂小结
