教育专题：初三物理《热机》.ppt

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1、四、热机四、热机-能量的转化能量的转化一、热机一、热机实验一：实验一：试管内装水，用橡皮塞塞住，加试管内装水，用橡皮塞塞住，加热至沸腾。热至沸腾。现象：现象：水升至沸腾，产生大量水蒸气，水水升至沸腾，产生大量水蒸气，水蒸气越来越来多，对软木塞的压力越来越大，蒸气越来越来多，对软木塞的压力越来越大，随后将软木塞推出试管口随后将软木塞推出试管口说明：说明：水蒸气膨胀对木塞做功，水蒸气内水蒸气膨胀对木塞做功，水蒸气内能减小，木塞机械能增加，内能转化为机械能减小，木塞机械能增加，内能转化为机械能。能。结论：化学能结论：化学能 内能内能 机械能机械能 1 1、热机：能够将燃料的化学能通过燃烧转化、热机：

2、能够将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化成机械能的为内能，又通过做功，把内能转化成机械能的机器机器2 2、原理：化学能、原理：化学能 内能内能 机械能机械能3 3、分类：、分类：热机外燃机内燃机汽油机柴油机燃烧燃烧做功做功4、内燃机构造：汽油机柴油机5 5、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吸气冲程吸气冲程汽汽油油和和空空气气 进气门打开，排气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向门关闭。活塞由上端向下端运动，下端运动，汽油和空气汽油和空气组成的燃料混合物组成的燃料混合物从进从进气门吸入气缸。气门吸入气缸。压缩冲程压

3、缩冲程 进气门和排气门都关进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，混合物被压缩，压强增大，温度升高。温度升高。机械能转化为内能。机械能转化为内能。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，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。内能转化为机械能。内能转化为机械能。排气冲程排气冲程燃燃烧烧后后的的废废气气 进气门关闭，排进气门关闭，排气门打开，活塞向上气门打开，活塞向上运动，把废气排出气运动，

4、把废气排出气缸。缸。(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，排气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进下端运动，将空气吸进气缸。气缸。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。机械能转化为内能。机械能转化为内能。做功冲程做

5、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。内能转化为机械能。内能转化为机械能。排气冲程排气冲程燃燃烧烧后后的的废废气气 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。汽油机冲程冲程活塞运活塞运动情况动情况进气进气门门排气排气门门空气和汽油空气和汽油混合物混合物能量转能量转化情况化情况吸气压缩做功排气向下开关通过进气门进入气缸消

6、耗机械能向上关关被压缩，温度升高，压强增大机械能转换能内能向下关关猛烈燃烧内能转换成机械能向上关开通过排气门排出气缸消耗机械能n一个工作循环：一个工作循环：n活塞：往复两次。活塞：往复两次。n曲轴：转动两周。曲轴：转动两周。n完成：四个冲程。完成：四个冲程。n对外做功：一次。对外做功：一次。n辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。小结：小结：3.3.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较

7、笨重，主柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。二、燃料的热值二、燃料的热值1、定义：、定义：1kg某种燃料完全燃烧某种燃料完全燃烧所放出的热量叫做这种燃料的热值所放出的热量叫做这种燃料的热值2、符号：、符号：q 单位：单位：J/kg3、物理意义：、物理意义：1kg的燃料在完全的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少燃烧时所放出的热量的多少4、q碳碳=3.4107 J/kg的意义：的意义：5、放出热量的计算、放出热量的计算如果用如果用m表示燃料的质量，用表示燃料的质量，用q表示表示该种燃料的热值，用该种燃料的热值，用Q放放表示燃料完表示

8、燃料完全燃烧时所放出的热量，全燃烧时所放出的热量，则：则：Q放放=mq例例1：液化石油气热值为：液化石油气热值为3.5107 J/kg，（1）完全燃烧）完全燃烧80g发出的热量为多发出的热量为多少？少？（2）若燃烧放出的热量只有）若燃烧放出的热量只有60%被被水吸收。则能将水吸收。则能将4kg，初温，初温20的水的水加热到多少加热到多少6 6、热机的效率热机的效率（1 1）热机的效率热机的效率：热机所做的做有用热机所做的做有用功那和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫功那和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。热机的效率。=（2 2）燃料的不完全燃烧、气缸部燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量

9、散失、废气带走的热件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。热机效率，可提高燃料的利用率。WQ放100%汽油机的效率：汽油机的效率：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！（3 3）提高热机效率的途径和方法：）提高热机效率的途径和方法：尽可能减少各种热损失，保证良好尽可能减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；充分利用废气的能量，提高燃料的充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。来，燃料的利用率大大提高。7.热机对环境的影响热机对环境的影响n1.1.热机对大气的影响。热机对大气的影响。n（1 1）产生有毒气体。）产生有毒气体。n（2 2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。）产生大量二氧化碳，造成温室效应。n（3 3）产生粉尘。）产生粉尘。n2.2.热机产生噪音。热机产生噪音。