教科版九年级上学期物理第二章 改变世界的热机课件

1、一、热 机 想一想想一想 通过前面的学习我们知道，通过对物体 做功可以使物体内能增加。那么，减小 物体的内能可以对外做功吗？ 实验探究实验探究 研究课本图2-1-3和右图15-7 观察实验现象，思考实验过 程中的能量转换。 水的 内能 机械能机械能 燃料的燃料的 化学能化学能 燃烧燃烧做功做功 1.热机定义热机定义 通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的 装置。 简单的实验反映出热机中能量转化的基本过程简单的实验反映出热机中能量转化的基本过程 2.热机的分类热机的分类 蒸汽机 内燃机汽轮机 喷气发动 机 火箭发动机 3.蒸汽机蒸汽机 将燃料化学能转化为水蒸气内能，再 有水蒸气做功，把内能转化为机

2、械能 的装置。 最早的热机最早的热机 1769年，英国工程师瓦特年，英国工程师瓦特 改进完善了蒸汽机为第一改进完善了蒸汽机为第一 次工业革命奠定了基础。次工业革命奠定了基础。 因此将他的名字命名为功因此将他的名字命名为功 率的单位。率的单位。 蒸汽机的工作原理 这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？ 二、内燃机 实验方法： 在透明塑料盒的 底部钻一个孔，把电 子式火花发生器的放 电针管紧紧地塞进孔 中，打开塑料盒盖， 向盒内滴入2-3滴酒精， 再将盒盖盖紧，揿动 电子式火花发生器的 按钮，观察发生的现 象。 实验探究实验探究 爆炸爆炸 有限空间的爆炸有限空间的爆炸 1

3、.1.定义：定义： 燃料在汽缸内燃烧，产生的燃料在汽缸内燃烧，产生的 燃气直接推动活塞做功，因燃气直接推动活塞做功，因 此叫做此叫做活塞式内燃机活塞式内燃机 2.常见的内燃机常见的内燃机 (1)(1)汽油机汽油机 (2)(2)柴油机柴油机 3、汽油机的结构 气缸气缸 火花塞火花塞 进气活门进气活门 排气活门排气活门 活塞活塞 连杆 曲轴曲轴 飞轮飞轮 4、冲程：、冲程： 汽油机工汽油机工 作时，活塞在作时，活塞在 汽缸里做往复汽缸里做往复 运动，活塞从运动，活塞从 汽缸的一端运汽缸的一端运 动到另一端的动到另一端的 过程叫做过程叫做冲程冲程。 进气门打开，进气门打开， 排气门关闭，排气门关闭，

4、 活塞由上端活塞由上端 向下运动，向下运动， 汽油和空气汽油和空气 组成的燃料组成的燃料 混合物混合物从进从进 气门吸入气气门吸入气 缸缸。 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， 活塞向上运活塞向上运 动，燃料混动，燃料混 合物被合物被压缩压缩， 压强增大，压强增大， 温度升高。温度升高。 2） ） 压缩冲程压缩冲程 在压缩冲程未在压缩冲程未 尾，尾，火花塞产火花塞产 生电火花生电火花，使，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

5、 动曲轴转动。动曲轴转动。 3） ） 做功冲程做功冲程 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，把动，把废气废气 排出排出气缸。气缸。 4） ） 排气冲程排气冲程 吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 排气冲程排气冲程 做功冲程做功冲程 吸气吸气 压缩压缩 做功做功 排气排气 1、在四个冲程中，哪些、在四个冲程中，哪些 冲程发生了能量的转化？冲程发生了能量的转化？ 2、哪个冲程使汽车获得、哪个冲程使汽车获得 了动力？了动力？ 3、哪个冲程排出了汽车、哪个冲程排出了汽车 的尾气？的尾气？ 机械能转化为内能机械能转化为内能内能内能转化为 转化为机械能 机械能 获

6、 得获 得 动 力动 力 排出尾气排出尾气 四个冲程之间的关系： 在做功冲程时燃气在做功冲程时燃气 对活塞做功，内能转对活塞做功，内能转 化为机械能。其余三化为机械能。其余三 个冲程靠个冲程靠飞轮的惯性飞轮的惯性 来完成来完成. . 一个工作循环汽油机各部件运动情况一个工作循环汽油机各部件运动情况 完成：四个冲程。 活塞：往复两次。 曲轴：转动两周。 飞轮：转动两圈 对外做功：一次。 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。 汽油机的转速：汽油机的转速： 飞轮单位时间飞轮单位时间 转过得全数转过得全数 单位单位:r/min 5、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

7、缸气缸 曲轴曲轴 飞轮飞轮 柴油机与汽油机构造的区 别 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 火花塞火花塞 飞轮 吸气冲程 空气空气 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，将向下端运动，将空气空气 吸进气缸。吸进气缸。 柴油机的工作过程柴油机的工作过程 压缩冲程 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，活塞把闭，活塞向上运动，活塞把 空气压缩得很小，空气压缩得很小，空气的压空气的压 强更大，温度更高强更大，温度更高。在压缩。在压缩 冲程末，缸内空气温度已超冲程末，缸内空气温度已超 过柴油的着火点。过柴油的着火点。 柴油机柴

8、油机的工作过程的工作过程 做功冲程 在压缩冲程末，从在压缩冲程末，从 喷油嘴喷出的雾状柴油喷油嘴喷出的雾状柴油遇遇 到热空气立即猛烈燃烧，到热空气立即猛烈燃烧， 产生高温高压的燃气，推产生高温高压的燃气，推 动活塞向下运动，并通过动活塞向下运动，并通过 连杆带动曲轴转动。连杆带动曲轴转动。 柴油机的工作过程柴油机的工作过程 排气冲程 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，把废气废气排出气缸。排出气缸。 柴油机的工作过程柴油机的工作过程 汽油机的应用 插秧机插秧机 摩托车 小汽车 轻型飞机 喷雾器 柴油机的应用 6、柴油机与汽油机的主要区

9、别、柴油机与汽油机的主要区别 区别 机种 燃料构 造吸入气体点火方式使用范围 柴油机 汽油机 柴油柴油 汽油汽油 顶部是喷油嘴顶部是喷油嘴 顶部是火花塞顶部是火花塞 空气空气 汽油与空气汽油与空气 的混合物的混合物 压燃式压燃式 点燃式点燃式 载重汽车、火车、载重汽车、火车、 轮船、拖拉机等轮船、拖拉机等 小汽车、低速飞小汽车、低速飞 机、轻型机械等机、轻型机械等 三、热机效率 想一想想一想 在内燃机中，燃料所释放的在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？能量都到哪里去了？ 由于机械传动由于机械传动 等，克服摩擦等，克服摩擦 所消耗的能量所消耗的能量 燃料很难全部燃烧，燃料很难全部燃烧， 燃

10、料的化学能不能全燃料的化学能不能全 部释放部释放 机械传热机械传热 损失一部损失一部 分能量分能量 废气排出带走的能废气排出带走的能 量量 输出有用功输出有用功 （25%30%） 1.定义：用来做有用功的那部分能量，与燃 料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的 效率 定义式：%100 Q 放 有用 W 2.各种热机的效率各种热机的效率: 蒸汽机蒸汽机:615 汽油机：汽油机：2030 柴油机：柴油机：3045 1.使燃料燃烧得更充分 2.用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械 损失. 3.设计上不断改进，减少热量的散失。 4.在热机的各种损失中，废气带走的能量 最多，设法利用废气的能量是提高燃料

11、利用率的重要措施。（热电站） 热机的定义及分类热机的定义及分类 内燃机的机构内燃机的机构 汽油机的四个冲程汽油机的四个冲程 汽油机与柴油机的区别汽油机与柴油机的区别 热机效率热机效率 1 1、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，将四个冲程组成，内燃机中，将 机械能转化为内能的是机械能转化为内能的是_冲程，将内能转化冲程，将内能转化 为机械能的是为机械能的是_冲程冲程. . 吸气吸气压缩压缩 做功做功排气排气 压缩压缩 做功做功 2、如图所示是四冲程汽油机的一个工作循、如图所示是四冲程汽油机的一个工作循 环示意图，其中属于做功冲程的是环示意图，其中属于做

12、功冲程的是（ ）C 分析：分析：1800 rad/min=30rad/s 302=60个冲程个冲程 604=15次功次功 3、一台四冲程内燃机的飞轮转速为、一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 rad min，它，它s完成（完成（ ） A.30个冲程，做了个冲程，做了30次功次功 B.60个冲程，做了个冲程，做了60次功次功 C.120个冲程，做了个冲程，做了30次功次功 D.60个冲程，做了个冲程，做了15次功次功 4、根据汽油机和柴油机的区别、根据汽油机和柴油机的区别,说法正确的是（）说法正确的是（） .汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶 部是一个喷油嘴部是一个喷油嘴 .汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和 柴油的混合物柴油的混合物 .吸气冲程是内能转化为机械能吸气冲程是内能转化为机械能 .压缩冲程是内能转化为机械能压缩冲程是内能转化为机械能 D A 5、柴油机是工农业生产中常用的热机