初三物理熱機

1、1會計學初三物理熱機初三物理熱機第1頁/共42頁熱機第2頁/共42頁1.1.熱機的種類蒸氣機蒸氣機內(nèi)燃機內(nèi)燃機汽輪機汽輪機噴氣發(fā)動機噴氣發(fā)動機火箭等火箭等第3頁/共42頁內(nèi)燃機內(nèi)燃機：熱機熱機：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置械能的裝置。燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力生動力 的熱機的熱機。常見的內(nèi)燃機常見的內(nèi)燃機： 汽油機汽油機 柴油機柴油機第4頁/共42頁(2)(2)柴油機柴油機構(gòu)造構(gòu)造工作原理工作原理汽油機完整工作過程汽油機完整工作過程構(gòu)造構(gòu)造工作原理工作原理第5頁/共42頁火花塞火花塞氣缸氣缸進氣門進氣門活塞活塞連桿

2、連桿排氣門排氣門曲軸曲軸第6頁/共42頁吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣第7頁/共42頁吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程第8頁/共42頁汽油和空氣汽油和空氣 進氣門打開，排進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮蠚忾T關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，端向下端運動，汽油汽油和空氣組成的燃料混和空氣組成的燃料混合物合物從進氣門吸入氣從進氣門吸入氣缸。缸。第9頁/共42頁 進氣門和排氣門都關(guān)進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。，溫度升高。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。第10頁/共42頁 在壓縮沖

3、程末尾，在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。第11頁/共42頁燃燒后的廢氣 進氣門關(guān)閉，排進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣運動，把廢氣排出氣缸。缸。第12頁/共42頁噴油嘴噴油嘴進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門氣缸氣缸曲軸曲軸第13頁/共42頁吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程第14頁/共42頁空氣 進氣門打開

4、，排進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮蠚忾T關(guān)閉。活塞由上端向下端運動，將空端向下端運動，將空氣吸進氣缸。氣吸進氣缸。第15頁/共42頁 進氣門和排氣門都關(guān)閉，活進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，活塞把空氣壓縮得塞向上運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更很小，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點。度已超過柴油的著火點。 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。第16頁/共42頁 在壓縮沖程末，從噴油嘴噴在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，烈燃燒，產(chǎn)生高溫

5、高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。第17頁/共42頁燃燒后的廢氣 進氣門關(guān)閉，排氣進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。，把廢氣排出氣缸。第18頁/共42頁第19頁/共42頁第20頁/共42頁(1)(1)汽油機的應(yīng)用汽油機的應(yīng)用(2)(2)柴油機的應(yīng)用柴油機的應(yīng)用 柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。第21頁/共42頁 汽油機和柴油機的工作過程有什汽油機和柴油機

6、的工作過程有什么相同點，有什么不同點？么相同點，有什么不同點？第22頁/共42頁1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3 四個沖程中，只有做功沖程對外做功，四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。其余三個沖程靠飛輪慣性完成。4 一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。相同點相同點第23頁/共42頁不同點不同點1構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而

7、構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2 燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。油機的燃料是柴油。3 吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。合氣體，柴油機只吸進空氣。4 點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。機屬壓燃式點火。第24頁/共42頁二、燃料及其熱值二、燃料及其熱值 燃料的燃燒是一種化學反應(yīng)，燃燒燃料的燃燒是一種化學反應(yīng)，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學能被釋過程中，儲存在燃料中的化學能被釋放，轉(zhuǎn)

8、變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。料燃燒放出的熱量是不同的。熱值熱值：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃 燒所放出的熱量。其符號是燒所放出的熱量。其符號是q。熱值單位：熱值單位：J/kg, (J/m3)第25頁/共42頁熱值單位：熱值單位：J/kg, (J/m3)P139一些燃料的熱值一些燃料的熱值。木炭的熱值木炭的熱值: 3.4107J/kg物理意義物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出千克木炭完全燃燒時放出的熱量是的熱量是3.4107J煤氣的熱值煤氣的熱值: 3.9107J/m3物理意義物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放立方

9、米煤氣完全燃燒時放出的熱量是出的熱量是3.9107J第26頁/共42頁計算熱量公式：計算熱量公式：Q放放=mq (即質(zhì)量乘以熱值即質(zhì)量乘以熱值)燃料燃燒釋放的能量用來開動熱機，燃料燃燒釋放的能量用來開動熱機，這些能量不會全部用來做有用功。這些能量不會全部用來做有用功。第27頁/共42頁例題：把例題：把5kg40的水燒開，需要完全燃燒的水燒開，需要完全燃燒多少多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值為的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.2107J/kg，外界為標準大氣壓，并且燃，外界為標準大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）解解：Q吸吸=cm（t-t0）

10、=4200J/(kg0C)5kg600C =1.26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q= 1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg第28頁/共42頁廢氣帶廢氣帶走走機件發(fā)機件發(fā)熱散失熱散失機件摩機件摩擦損失擦損失燃料燃燒燃料燃燒產(chǎn)生能量產(chǎn)生能量在熱機的在熱機的各種能量各種能量的損失中的損失中, ,廢氣帶走廢氣帶走的能量最的能量最多多. .設(shè)法利用熱機廢氣的設(shè)法利用熱機廢氣的能量，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。做有做有用功用功燃燒燃燒不完不完全全第29頁/共42頁熱機效率：用來做有用功的那部分能熱機效率：用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出

11、的能量之比。量與燃料完全燃燒放出的能量之比。蒸氣機效率最低：蒸氣機效率最低：6%15%；汽油機效率：汽油機效率：20%30%；柴油機效率：柴油機效率：30%45%。第30頁/共42頁5 5、熱機的效率熱機的效率熱機的效率熱機的效率：熱機所做的做有用功那熱機所做的做有用功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機的效率。的效率。燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量損失的做功而消耗的能量，都是引起能量損失的原因。因此，提高熱機效率，可提高

12、燃料原因。因此，提高熱機效率，可提高燃料的利用率。的利用率。 第31頁/共42頁提高熱機效率的途徑和方法：提高熱機效率的途徑和方法：（l l）盡可能減少各種熱損失，保證盡可能減少各種熱損失，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量；量；(2)(2)充分利用廢氣的能量，提高燃料充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站來，燃料的利用率大大提高。站來，燃料的利用率大大提高。 第32頁/共42頁第33頁/共42頁1.四沖程汽油機的工

13、作過程由四沖程汽油機的工作過程由( ).( ).( ).( )四個沖程組成的四個沖程組成的.2.四沖程汽油機四沖程汽油機,由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( )沖程沖程,做功沖程是做功沖程是( )能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為( )能能. 3.汽油機吸入汽缸的是汽油機吸入汽缸的是( ),點火方式是點火方式是( ).柴油機吸入汽缸的是柴油機吸入汽缸的是( ),點火方式是點火方式是( ). 4.某四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是某四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min,則它每秒鐘對外做功則它每秒鐘對外做功( )次次. 課堂練習課堂練習: :第34頁/共42頁 5、壓縮沖程混合氣體內(nèi)能增大的原因是什么？、

14、壓縮沖程混合氣體內(nèi)能增大的原因是什么？ 6、做功沖程中，氣體的內(nèi)能如何轉(zhuǎn)化？為什么被稱為做功沖程？、做功沖程中，氣體的內(nèi)能如何轉(zhuǎn)化？為什么被稱為做功沖程？ 7、在吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程活塞為什么會運動？、在吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程活塞為什么會運動？ 8、排氣后，下一個工作過程是什么沖程？、排氣后，下一個工作過程是什么沖程？ 9、當燃油還沒有燃燒做功的時候，活塞是怎樣動起來的？、當燃油還沒有燃燒做功的時候，活塞是怎樣動起來的？ 答：混合氣體爆發(fā)性燃燒，化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；燃燒產(chǎn)生的高答：混合氣體爆發(fā)性燃燒，化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體迅速膨脹，推動活塞運動，內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能溫

15、高壓氣體迅速膨脹，推動活塞運動，內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。答：活塞壓縮混合氣體做功，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠚怏w的內(nèi)能答：活塞壓縮混合氣體做功，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠚怏w的內(nèi)能。 答：在做功沖程，飛輪獲得足夠的動能而高速轉(zhuǎn)動，在吸氣、答：在做功沖程，飛輪獲得足夠的動能而高速轉(zhuǎn)動，在吸氣、壓縮、排氣三個沖程中，活塞的運動都是靠飛輪的慣性來完成的。壓縮、排氣三個沖程中，活塞的運動都是靠飛輪的慣性來完成的。答：吸氣沖程答：吸氣沖程 答：通常是先接通了啟動機答：通常是先接通了啟動機(電動機電動機)，用啟動機帶動活塞動起，用啟動機帶動活塞動起來。也可用手柄，來。也可用手柄，人工搖動手柄帶動活塞起動。手柄帶動活塞起動。課堂練習:第35頁/共42頁第36頁/共42頁第37頁/共42頁內(nèi)燃機內(nèi)燃機：熱機熱機：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置械能的裝置。燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力生動力 的熱機的熱機。常見的內(nèi)燃機常見的內(nèi)燃機： 汽油機汽油機 柴油機柴油機第38頁/共42頁第39頁/共42頁第40頁/共42頁 汽油機和柴油機的工作過程有什汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？么相同點，有什么不同點？