九年级物理+汪鹏+141热机.ppt

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1、合阳县甘井镇中学合阳县甘井镇中学 汪鹏汪鹏问题：水沸腾后会怎样？问题：水沸腾后会怎样？推动塞子的能量来自哪里？推动塞子的能量来自哪里？演示实验演示实验:现象现象:软木塞冲出软木塞冲出;管口有管口有“白气白气”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,水蒸汽液化成小水珠水蒸汽液化成小水珠.工作时：内能转化为机械能工作时：内能转化为机械能应用：热机应用：热机利用内能做功。利用内能做功。能量转化：能量转化：内能转化为机械能内能转化为机械能几个名词：几个名词：1、一个、一个冲程冲程：2、一个、一个工作循环工作循环：活塞在汽缸内往复运动时，从汽活塞

2、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。把这把这四个冲程四个冲程称为发动机称为发动机的一个工作循环。的一个工作循环。一、一、热机的作用：热机的作用：燃料的燃料的化学能化学能通过燃通过燃烧转化为内能，又通烧转化为内能，又通过做功，把过做功，把内能内能转变转变成成机械能机械能。从而使机。从而使机械获得动力。械获得动力。二、二、热机的种类：热机的种类：蒸汽机蒸汽机内燃机内燃机汽轮机汽轮机喷气发动机喷气发动机蒸汽机蒸汽机蒸汽机蒸汽机内燃机内燃机内燃机种内燃机种类类汽油机汽油机柴油机柴油机 四、四、汽油机的工作原理汽油机的工作原理：构构造造汽油机工作原理汽油机工作

3、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汽油和空气 进气门打开，进气门打开，排气门关闭。活排气门关闭。活塞由上端向下端塞由上端向下端运动，汽油和空运动，汽油和空气组成的燃料混气组成的燃料混合物从进气门吸合物从进气门吸入气缸。入气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气进气门和排气门都关闭，活塞向门都关闭，活塞向上运动，燃料混合上运动，燃料混合物被压缩，压强增物被压缩，压强增大，温度升高。大，温度升高。做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，生高温高压的燃气，

4、推动活塞向下运动，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴并通过连杆带动曲轴转动。转动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，活塞排气门打开，活塞向上运动，把废气向上运动，把废气排出气缸。排出气缸。小结：小结：汽油机一个工作循环包括汽油机一个工作循环包括 冲程，冲程，活塞往复活塞往复 次，曲轴转动次，曲轴转动 圈，做功圈，做功 次。有次。有 次能量转化。次能量转化。汽油机工作的四个冲程中，只有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冲程，要靠安装在曲轴上的 来完成。必须靠来完成。必须靠外力

5、外力来启动来启动.做功冲程做功冲程飞轮的惯性飞轮的惯性42212柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴吸气冲程吸气冲程空气 进气门打开，排气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气向下端运动，将空气吸进气缸吸进气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。油的着火点。做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从喷在压缩冲程末，从喷油

6、嘴喷出的雾状柴油遇到油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。杆带动曲轴转动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气门进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。把废气排出气缸。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和柴油机：汽油机和柴油机：构造：对实物说明；区别：汽油机有火构造：对实物说明；区别：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；花塞，柴油机有喷油嘴；原理：让燃料在气缸内燃烧产生高温高原

7、理：让燃料在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞来做功。压的燃气来推动活塞来做功。吸入气缸工作物质：汽油机的是空气和吸入气缸工作物质：汽油机的是空气和汽油的混合物。柴油机的是纯空气、汽油的混合物。柴油机的是纯空气、汽车在开动前，是如何使内汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？燃机起动的？答：答：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时

8、曲轴获得的机械能一部分通过做功，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。然后依靠飞轮的惯性再反轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。机械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。这样内燃机就可连续工作下去了。想想议议：想想议议：1、在四个冲程中，哪、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的些冲程发生了能量的转化？如何转化？转化？如何转化？2、哪个冲程使汽车获、哪个冲程使汽

9、车获得动力？得动力？3、哪个冲程排出了汽车的尾气？、哪个冲程排出了汽车的尾气？1.四冲程汽油机的工作过程由四冲程汽油机的工作过程由().().().()四四个冲程组成的个冲程组成的.2.四冲程汽油机四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是由机械能转化为内能的是()冲程冲程,做功冲程是做功冲程是()能转化为能转化为()能能.3.汽油机吸入汽缸的是汽油机吸入汽缸的是(),点火方式是点火方式是().柴油机柴油机吸入汽缸的是吸入汽缸的是(),点火方式是点火方式是().思考思考:！三、三、燃燃料的热料的热值值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释过程中

10、，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃放，转变为内能。相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。料燃烧放出的热量是不同的。热值热值：指单位质量的某种物质完全燃：指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是烧所放出的热量。其符号是q。热值单位：热值单位：J/kg,(J/m3)热值热值：指单位质量的某种物质完全燃：指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是烧所放出的热量。其符号是q。热值单位：热值单位：J/kg,(J/m3)木炭木炭:3.4107J/kg物理意义物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出千克木炭完全燃烧时放出的热量是的热量是3.4107J煤气煤气:3.

11、9107J/m3物理意义物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放立方米煤气完全燃烧时放出的热量是出的热量是3.9107J计算热量公式：计算热量公式：Q放放=mq (即质量乘以热值即质量乘以热值)燃料燃烧释放的能量用来开动热机，燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。这些能量不会全部用来做有用功。废气带废气带走走机件发机件发热散失热散失机件摩机件摩擦损失擦损失燃料燃烧燃料燃烧产生能量产生能量在热机的在热机的各种能量各种能量的损失中的损失中,废气带走废气带走的能量最的能量最多多.设法利用热机废气的设法利用热机废气的能量，是提高燃料利能量，是提高燃料利用率的重要措施。用率的重要措施。

12、做有做有用功用功燃烧燃烧不完不完全全热机效率：用来做有用功的那部分能热机效率：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。量与燃料完全燃烧放出的能量之比。蒸气机效率最低：蒸气机效率最低：6%15%；汽油机效率：汽油机效率：20%30%；柴油机效率：柴油机效率：30%45%。例题：例题：把把5kg 40的水烧开，需要完全燃烧的水烧开，需要完全燃烧多少多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）完全燃烧放出的热量全部被水吸收）解解：Q吸吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg