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1、第十四章第十四章 内能的利用内能的利用第第 1 1 节节 热热 机机改改变变物物体体内内能能的的方方式式热传递热传递做功做功(内能的转移内能的转移 )(能量的转化能量的转化)对物体做功对物体做功 内能增大内能增大物体对外做功物体对外做功 内能减小内能减小知识回顾知识回顾 A热热机机的的概概念念B热热机机的的种种类类有有哪哪几几种种C内燃机分几类自学回答自学回答D、在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程个发生了怎样的能量转化E.那那个个冲冲程程使使汽汽车车获获得得动动力力 F.那那个个冲冲程程排排除除了了汽汽车车的的废废气气内能的获得：内能的获得：通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能通过燃料的燃烧，将燃
2、料内部的化学能转化为内能。转化为内能。内能的利用：内能的利用：直接加热物体直接加热物体利用内能做功利用内能做功内能的利用：内能的利用：内能转化为机械能内能转化为机械能燃燃料料燃燃烧烧将将化化学学能能转转化化为为内内能能，又又通通过过做做功功将将内内能能转转化化为为机机械械能能知识回顾：知识回顾：如图所示在如图所示在一个试管中装一些水，一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾，会看到加热使水沸腾，会看到什么现象，说明什么问什么现象，说明什么问题？题？新课引入：新课引入：将燃料燃烧时放出的内能转化为机械将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器统称为热机。能的机器统称
3、为热机。内燃机内燃机 分为汽油机和柴油机。分为汽油机和柴油机。如图所示，在试管里装入一些水，用软如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开在这一过程中，水蒸气膨胀时对软木塞冲开在这一过程中，水蒸气膨胀时对软木塞 ，消耗了水蒸气的一部分，消耗了水蒸气的一部分 能，转化为软能，转化为软木塞的木塞的 能能做功做功机械机械内内现象现象: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,它的温度下降它的温度下降,水蒸汽水蒸汽液化成小水珠液化成小水珠.工作时：内能
4、转化为机械能工作时：内能转化为机械能 一、热机：利用一、热机：利用内能做内能做功转化为机械能功转化为机械能的机械。的机械。热机热机是热力发动机的简称。是热力发动机的简称。热机是将燃料燃烧产生的高热机是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的温、高压燃气的内能转化为内能转化为机械能机械能装置。装置。1 1、热机的种类：、热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机蒸汽机蒸汽机 有一个锅炉室有一个锅炉室,把水加热把水加热,当水受热当水受热气化后变成水蒸汽气化后变成水蒸汽,同时体积膨胀同时体积膨胀,靠巨靠巨大的气压来推动活塞大的气压来推动活塞运动运动,产生机械能产生机械能
5、2 2、内燃机、内燃机 燃料直接在发燃料直接在发动机内燃烧产生动机内燃烧产生动力的热机动力的热机内燃机和种类内燃机和种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机构造工作原理汽油机完整工作过程构造工作原理汽油机的构造汽油机的构造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工作原理工作原理让燃料在让燃料在汽缸中燃汽缸中燃烧，生成烧，生成高温高压高温高压的燃气，的燃气，推动活塞推动活塞做功，使做功，使内能转化内能转化为机械能为机械能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做功冲程做功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
6、程汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程汽油和空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，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，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，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烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。汽油机小结：汽油机小结：2、吸气,压缩,排气冲程由3、点火方式:4、能量转化情
7、况：1、一个循环一个循环四个冲程四个冲程做功一次做功一次转动两周转动两周飞轮的惯性完成。飞轮的惯性完成。点燃式。点燃式。压缩冲程是机械能转化压缩冲程是机械能转化为内能为内能,做功冲程是内能做功冲程是内能转化为机械能。转化为机械能。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冲程：活塞从气缸一端运动到 另一端叫做一个冲程柴油机工作原理柴油机工作原理排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程作功冲程作功冲程2 2、柴油机工作原理、柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下
8、端运动，将空气吸进气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温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功冲程 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烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。内燃机的启动内燃机的启动 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，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
9、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，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。想想议议：想想议议：汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？4/14/2023相同点相同点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 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功
10、冲程对外做功，四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。转动两周，做功一次。4/14/2023不同点不同点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 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
11、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。35下列提高热机效率的方法中，不可行的是（下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）A A减少各种热损失减少各种热损失 B B加润滑油减少机器各部件之间的摩擦加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C C充分利用废气的能量，如建热电站充分利用废气的能量，如建热电站 D D采取少消耗总能量的办法采取少消耗总能量的办法解析：解析：选选D D。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，。提高热机效率的方法是减少各种能量损失，充分利用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额外功充分利用燃料放出的能量，减小摩擦，尽量少做额
12、外功等。等。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做功冲程24汽缸内喷出汽油和空气的混合物汽缸内喷出汽油和空气的混合物 如此循环如此循环带动汽油机外轮（动能）带动汽油机外轮（动能）推动活塞（动能）推动活塞（动能）汽油在汽缸燃烧（内能）汽油在汽缸燃烧（内能）火花塞点火火花塞点火汽油机外轮惯性（动能）压缩汽缸汽油机外轮惯性（动能）压缩汽缸汽缸内喷出汽油汽缸内喷出汽油推动活塞（动能）推动活塞（动能）带动汽油机外轮（动能）带动汽油机外轮（动能）火花塞点火火花塞点火 汽油在汽缸燃烧（内能）汽油在汽缸燃烧（内能）7.根据汽油机和柴油机的区别，下列说根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的
13、是（）法正确的是（）.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴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油机汽缸顶部是一个喷油嘴.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入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的是空气和柴油的混合物.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A 一单缸四冲程汽油机转速一单缸四冲程汽油机转速1200r/min1200r/min，则每秒钟完成多少个冲程？做功多少次？则每秒钟完成多少个冲程？做功多少次？1200r/min1200r/min的意思是的意思是 每分钟转每分钟转12001200圈圈每秒钟转
14、每秒钟转 圈圈一个循环转一个循环转 圈圈 所以共所以共 个循环个循环一个循环一个循环 个冲程个冲程 所以共所以共 个冲程个冲程 每每4 4个冲程中有个冲程中有 个做功冲程个做功冲程 所以共做功所以共做功 次次20202 210104 4404011010第一第一节：热机节：热机利用内能做功的机械利用内能做功的机械内燃机内燃机常见的热机：蒸汽机、内燃常见的热机：蒸汽机、内燃常见的热机：蒸汽机、内燃常见的热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机机、汽轮机、喷气发动机机、汽轮机、喷气发动机机、汽轮机、喷气发动机汽油机汽油机柴油机柴油机吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程工作原理工作原理课堂小结课堂小结压缩冲程：机械能转化为内能压缩冲程：机械能转化为内能做工冲程：内能转化为机械能做工冲程：内能转化为机械能