第十四章-內(nèi)能利用-熱機課件

第1節(jié)熱機第十四章內(nèi)能的利用

在試管內(nèi)裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象？推動塞子的能量來自哪里？塞子被沖出！一、熱機燃料的化學(xué)能水蒸氣的內(nèi)能塞子運動的機械能熱機燃料的化學(xué)能內(nèi)能機械能做功燃燒熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。1、能量轉(zhuǎn)化：

2、熱機的種類：蒸汽機

內(nèi)燃機

燃?xì)廨啓C

噴氣發(fā)動機

火箭發(fā)動機燃料的化學(xué)能內(nèi)能燃燒做功機械能3、共同特點：

4、內(nèi)燃機種類汽油機柴油機（以汽油為燃料）（以柴油為原料）二、汽油機

1、汽油機的構(gòu)造火花塞氣缸進氣門活塞連桿排氣門曲軸主體是氣缸，它的頂部有進氣門和排氣門，頂部有火花塞，下部有活塞，它通過連桿與曲軸

相連，它的移動通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。2、汽油機的工作原理：幾個名詞：1）一個沖程：2）一個工作循環(huán)：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程。把這四個沖程稱為發(fā)動機的一個工作循環(huán)。吸氣壓縮做功排氣內(nèi)燃機的沖程和工作循環(huán)

活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。2、汽油機工作原理吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

燃料在汽缸中燃燒時,將存儲的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏旱娜細(xì)猓ㄕ羝┑膬?nèi)能,又通過燃?xì)猓ㄕ羝┩苿踊钊龉Γ蓛?nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。吸氣沖程汽油和空氣

進氣門打開,排氣門關(guān)閉。活塞由上端向下端運動,汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。壓縮沖程

進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。

將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程

在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能排氣沖程燃燒后的廢氣

進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。

汽油機工作時，四個沖程周而復(fù)始，然而只有第三個沖程是對外做功的，其余的三個沖程是輔助沖程，要靠裝在曲軸上的大飛輪的慣性來帶動的。說明：3、研究汽油機的工作原理：在表格中填寫汽油機四沖程的特點沖程名稱進氣門排氣門活塞運動方向

作用有無能量的轉(zhuǎn)化吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程開關(guān)向下吸入汽油和空氣無關(guān)關(guān)向上壓縮氣體

提高溫度關(guān)關(guān)向下高溫氣體膨脹推動活塞做功關(guān)開向上排出廢氣無機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化

為機械能想一想：

一個工作循環(huán)里，活塞往返

次,曲軸轉(zhuǎn)動

周。

沖程是燃?xì)鈱ν庾龉?，其他三個沖程是靠

來完成的。

兩兩做功飛輪的慣性三、柴油機的構(gòu)造噴油嘴進氣門活塞連桿排氣門氣缸曲軸柴油機工作原理吸氣沖程

壓縮沖程

做功沖程

排氣沖程吸氣沖程空氣進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，將空氣吸進氣缸。壓縮沖程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)空氣溫度已超過柴油的著火點。做功沖程在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。排氣沖程燃燒后的廢氣進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。四、內(nèi)燃機的啟動內(nèi)燃機不能自行啟動。開始運轉(zhuǎn)時，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，以后內(nèi)燃機才能自己工作。五、內(nèi)燃機的應(yīng)用汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面。(1)汽油機的應(yīng)用(2)柴油機的應(yīng)用

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。做功沖程

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烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓苿踊钊蛳逻\動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。想想議議：

汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？汽油機柴油機不同點燃料汽油柴油結(jié)構(gòu)火花塞噴油嘴吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合氣體吸入的是空氣壓縮沖程氣壓、溫度相對較低氣壓、溫度相對較高點火方式點燃式壓燃式汽油機和柴油機的異同表汽油機柴油機相同點工作循環(huán)都有四個沖程能量轉(zhuǎn)化（1）壓縮沖程：機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（2）做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能活塞、曲軸運動每一個工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次。運動都需要外力優(yōu)缺點汽油機比柴油機輕巧,柴油機比汽油機效率高。但兩者都帶來了廢氣和噪聲污染。汽油機和柴油機的異同表汽油機柴油機不同點燃料汽油柴油結(jié)構(gòu)火花塞噴油嘴吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合氣體吸入的是空氣壓縮沖程氣壓、溫度相對較低氣壓、溫度相對較高點火方式點燃式壓燃式相同點工作循環(huán)都有四個沖程能量轉(zhuǎn)化（1）壓縮沖程：機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（2）做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能活塞、曲軸運動每一個工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次。運動都需要外力優(yōu)缺點汽油機比柴油機輕巧，柴油機比汽油機效率高。但兩者都帶來了廢氣和噪聲污染。汽油機和柴油機的異同表1.四沖程汽油機的工作過程由()(

)(

)(

)四個沖程組成的.2.四沖程汽油機,由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是()沖程,做功沖程是(

)能轉(zhuǎn)化為()能.

思考:3.汽油機吸入汽缸的是(),點火方式是().柴油機吸入汽缸的是(),點火方式是().4.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()次.5.四沖程汽油機的三個輔助沖程靠飛機的()來完成.燃料的燃燒：燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學(xué)能被釋放，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。第二節(jié)熱機的效率第二節(jié)熱機的效率

1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值。2、單位：J/kg（或J/m3）焦耳每千克一、燃料的熱值1、定義：Q放

=qm3、公式：質(zhì)量熱值P139一些燃料的熱值。木炭:3.4×107J/kg物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4×107J煤氣:

3.9×107J/m3物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3.9×107J廢氣帶走機件發(fā)熱散失機件摩擦損失燃料燃燒產(chǎn)生能量在熱機的各種能量的損失中,廢氣帶走的能量最多.設(shè)法利用熱機廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。做有用功燃燒不完全例題：把5kg40℃的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.2×107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收）Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg·0C)×5kg×600C=1.26×106J；Q放＝Q吸m=Q放/q=1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg解：汽油機的效率：20~30%柴油機的效率：30~45%你認(rèn)為它們的效率比你想象的高？還是低？二、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的能量之比。蒸氣機效率最低：6%~15%；思考：如何提高熱機的效率？1、盡量使燃料充分燃燒2、盡量減少熱機部件間的摩擦3、機件間保持良好的潤滑以減小摩擦。熱機的效率：用來做有用功的能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比例題練習(xí)：、汽油機工作的四個沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程（）

A吸氣沖程B壓縮沖程

C做功沖程D排氣沖程C、關(guān)于熱機的工作物質(zhì)，正確的是（）

A熱機所使用的燃料就是工作物質(zhì)

B汽油機和柴油機的工作物質(zhì)都是高溫高壓燃?xì)?/p>

C熱機的工作物質(zhì)都是活塞

D汽油機的工作物質(zhì)是汽油B3、為節(jié)約能源，需提高熱機的效率。下列措施中不能提高熱機效率的是（）

A盡量使燃料充分燃燒

B盡量增加熱機的工作時間

C盡量減少廢氣帶走的熱量

D盡量減少熱機部件間的摩擦B4、關(guān)于燃料的熱值正確的是（）A．燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān)B．燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)C．燃料的熱值與燃料的多少有關(guān)D．燃料的熱值與上面三個因素都有關(guān)B解析：選B.熱值是燃料的一種特性，它的大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的燃燒程度、質(zhì)量沒有關(guān)系.5、下面說法不正確的是（）A．燃料燃燒時，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．人類使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒中獲得的C．lkg的某種燃料燃燒時放出的熱量叫做這種燃料的熱值D．提高燃料的利用率是節(jié)約能源的重要措施C解析：選C.lkg的某種燃料完全燃燒時放出的熱量叫做這種燃料的熱值，必須加上“完全”兩個字，故C錯.6、下列提高熱機效率的方法中，不可行的是（）A.減少各種熱損失B.加潤滑油減少機器各部件之間的摩擦C.充分利用廢氣的能量，如建熱電站D.采取少消耗總能量的辦法D解析：選D.提高熱機效率的方法是減少各種能量損失，充分利用燃料放出的能量，減小摩擦盡量少做額外功等.7、以下交通工具中，常用汽油機作為動力的是（）

A輕型轎車B重型運載卡車

C手扶拖拉機D磁懸浮列車A8、一臺單缸四沖程柴油機飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，則柴油機1s內(nèi)（）

A完成30個沖程，做功30次

B完成60個沖程，做功60次

C完成60個沖程，做功15次

D完成120個沖程，做功30次C9、如圖所示是熱機的四個沖程，其中屬于做功沖程的是（）

ABCDB10、汽油機工作過程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是（）A.吸氣沖程B.排氣沖程

C.做功沖程D.壓縮