14.4_热机与社会发展.ppt

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1、14.4热机与社会发展热机与社会发展从镰刀到联合收割机从木帆船到远洋巨轮从马车到小轿车2 2、热机的种类：、热机的种类：蒸汽机蒸汽机蒸汽机蒸汽机汽油机汽油机汽油机汽油机柴油机柴油机柴油机柴油机 燃气轮机燃气轮机燃气轮机燃气轮机喷气发动机喷气发动机喷气发动机喷气发动机火箭发动机火箭发动机火箭发动机火箭发动机燃料的燃料的化学能化学能内能内能燃烧燃烧做功做功机械能机械能共同特点：共同特点：热机热机中能量的转化中能量的转化（对外做功）（对外做功）化学能化学能内能内能机械能机械能（燃料）（燃料）内燃机：内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机燃料在气缸内燃烧的热机 最常见的内燃机，以汽油或柴油为最常见的内燃机，以

2、汽油或柴油为燃料，分别叫做燃料，分别叫做汽油机汽油机和和柴油机柴油机 1 1.主要主要构造构造 2.2.工作原理工作原理 3.3.相同点与不同点相同点与不同点汽油机汽油机与与柴油机柴油机吸气冲程吸气冲程吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程排气冲程排气冲程冲程（行程）：一个工作循环：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。汽油机工作时一个循环为汽油机工作时一个循环为四个冲程，周而复始。四个冲程，周而复始。3 3、汽油机的构造和工作原理汽油机的构造和工作原理火花塞火花塞气缸气缸进进气门气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴吸气冲程吸气冲

3、程汽汽油油和和空空气气进气门进气门打开打开，排，排气门气门关闭关闭。活塞由上。活塞由上端向下端运动，端向下端运动，汽油汽油和空气和空气组成的燃料混组成的燃料混合物从合物从进气门进气门吸入气吸入气缸缸。压缩冲程压缩冲程进气门和排气门进气门和排气门都关闭，活塞向上运都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度缩，压强增大，温度升高。升高。做功冲程做功冲程在压缩冲程末尾，火在压缩冲程末尾，火花塞产生花塞产生电火花电火花，使燃料，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞的燃气，推动活塞向下向下运运动，并通过连杆带动曲轴动，并通过连杆带动曲轴转动。转

4、动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气进气门进气门关闭关闭，排，排气门气门打开打开，活塞，活塞向上向上运动，把废气排出气运动，把废气排出气缸缸。4 4、研究汽油机的工作原理：、研究汽油机的工作原理：在表格中填写汽油机四冲程的特点在表格中填写汽油机四冲程的特点冲程名称冲程名称进气门进气门排气门排气门活塞活塞运动运动方向方向 作用作用有无能量的转化有无能量的转化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开开开开关关关关向下向下向下向下吸入汽吸入汽吸入汽吸入汽油和空气油和空气油和空气油和空气无无无无关关关关关关关关向上向上向上向上压缩气体压缩气体压缩气体压缩气体提高温度提高温度提高温

5、度提高温度关关关关关关关关向下向下向下向下高温气体膨胀高温气体膨胀高温气体膨胀高温气体膨胀推动活塞做功推动活塞做功推动活塞做功推动活塞做功关关关关开开开开向上向上向上向上排出废气排出废气排出废气排出废气无无无无机械能转机械能转机械能转机械能转化为内能化为内能化为内能化为内能内能转化内能转化内能转化内能转化为机械能为机械能为机械能为机械能看一看，想一想看一看，想一想：一个工作循环里，活塞往返一个工作循环里，活塞往返一个工作循环里，活塞往返一个工作循环里，活塞往返 次，曲轴转动次，曲轴转动次，曲轴转动次，曲轴转动 周。周。周。周。冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠冲程是燃气对外做功，其他三个冲程

6、是靠冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠 来完成。来完成。来完成。来完成。两两做功做功两两飞轮的惯性飞轮的惯性柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进进气门气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴吸气冲程吸气冲程空气进气门进气门打开打开，排气门，排气门关闭关闭。活塞由上端。活塞由上端向下端向下端运动，将运动，将空气空气吸进气缸。吸进气缸。压缩冲程压缩冲程进气门和排气门都进气门和排气门都关闭关闭，活，活塞塞向上向上运动，活塞把运动，活塞把空气压缩空气压缩得得很小，空气的很小，空气的压强更大压强更大，温度更温度更高高。在压缩冲程末，缸内。在压缩冲程末，缸内

7、空气温空气温度已超过柴油的着火点度已超过柴油的着火点。做功冲程做功冲程在压缩冲程末，从喷油嘴在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的喷出的雾状柴油雾状柴油遇到热空气立遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞燃气，推动活塞向下向下运动，并运动，并通过连杆带动曲轴转动。通过连杆带动曲轴转动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气进气门进气门关闭关闭，排气门，排气门打打开开，活塞，活塞向上向上运动，把废气运动，把废气排出气缸。排出气缸。汽油机柴油机区别汽油机柴油机区别1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工作循环都经历四个冲程：吸气冲程、每个工作循环都

8、经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程为辅助冲程，靠飞轮惯性完成。余三个冲程为辅助冲程，靠飞轮惯性完成。4 一个工作循环中，一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮活塞往复两次，飞轮（曲轴）转动两周，做功一次。（曲轴）转动两周，做功一次。相同点1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。料是柴油。3

9、吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。式点火。不同点不同点汽油机的效率：汽油机的效率：2030%2030%柴油机的效率：柴油机的效率：3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！大约是多少？猜猜看！内燃机的是如何启动的？内燃机的是如何启动的？内燃机不能自行启动。开始运转内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，时，要靠外

10、力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。内燃机才能自己工作。想一想想一想想一想想一想7、小结热机热机种类：蒸汽机、内燃机、喷气发动机、火箭发动机。共同点：将燃料燃烧时的 能转化为 能，通过做 功把 能转化为 能。汽油机汽油机以汽油为燃料的内燃机。工作时完成的四个冲程一个工作循环完成 冲程，其中只有 冲程对外做功，其他三个冲程为辅助冲程，靠 来完成。化学化学 机械机械内内内内 四个四个 做功做功飞轮惯性飞轮惯性1 1、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（）练习：练习：

11、ABCD2 2、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（）A.A.吸气冲程吸气冲程 B.B.排气冲程排气冲程 C.C.做功冲程做功冲程 D.D.压缩冲程压缩冲程3 3、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的（、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的（）A.A.压强增大，温度降低压强增大，温度降低 B.B.压强增大，温度升高压强增大，温度升高 C.C.压强减少，温度降低压强减少，温度降低 D.D.压强减少，温度升高压强减少，温度升高BDB（）（）（）（）4 4.如如图图是是汽汽油油机机的的四四冲冲程程示示意意图图在在一一个个工

12、工作作循循环环中，做功冲程是（中，做功冲程是（）B5 5、在在四四冲冲程程内内燃燃机机工工作作的的一一个个工工作作循循环环中中，存存在在着着机机械械能能转转化化为为内内能能的的过过程程，也也存存在在着着内内能能转转化化为为机机械能的过程这两个能量转化的过程存在于（械能的过程这两个能量转化的过程存在于（）吸气冲程和压缩冲程吸气冲程和压缩冲程 压缩冲程和做功冲程压缩冲程和做功冲程 做功冲程和排气冲程做功冲程和排气冲程 吸气冲程和排气冲程吸气冲程和排气冲程6 6、一一台台柴柴油油机机，飞飞轮轮每每分分钟钟转转速速为为24002400转转，由由此此可可以判断出，该柴油机每秒种的工作循环为（以判断出，该

13、柴油机每秒种的工作循环为（）2020次次 4040次次 1010次次 1515次次BA提示提示:一个工作循环中，一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮活塞往复两次，飞轮（曲轴）转动两周，做功一次。（曲轴）转动两周，做功一次。6、热机的效率内燃机的能流图：内燃机的能流图：燃气内能E废气内能废气内能废气内能有用机械能有用机械能散热损失散热损失机械损失机械损失E1E2E3E41、尽可能使燃料充分燃烧；、尽可能使燃料充分燃烧；2、尽量减小各种热量损失；、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。、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：提高热机效率的主要途径：7 7、热机与

14、环境、热机与环境、热机的利用带来的环境污染、热机的利用带来的环境污染、废气污染、废气污染、怎样控制热机对环境造成的污染、怎样控制热机对环境造成的污染 a a、排出的废气温度较高。使城市温度升高，会形成、排出的废气温度较高。使城市温度升高，会形成“热热 岛效应岛效应”。b b、废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，直接影响、废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，直接影响人们的身体健康和动植物的生存。人们的身体健康和动植物的生存。、噪声污染、噪声污染 改进燃烧设备，消除烟尘；改进燃烧设备，消除烟尘；提高燃料的综合利用，提高燃料的综合利用，充分利用污染少和无污染的能源充分利用污染少和无污染的能源 在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染太阳能汽车太阳能汽车电动车天然气汽车