熱機(jī)

熱蒸汽為我們提供了強(qiáng)大的推力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來。蒸汽機(jī)帶來第一次工業(yè)革命！世界上第一臺(tái)蒸汽機(jī)是由古希臘數(shù)學(xué)家希羅于1世紀(jì)發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球，但它只不過是一個(gè)玩具而已。瓦特在前人的啟迪下，對(duì)蒸汽機(jī)作出一系列重大改進(jìn)，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。他開辟了人類利用能源新時(shí)代，標(biāo)志著工業(yè)革命的開始。其實(shí)，瓦特觀察水壺中的水燒開，推動(dòng)壺蓋，從而發(fā)明了蒸汽機(jī)，是一個(gè)善意的杜撰。向瓦特致敬！蒸汽機(jī)的遺憾——體積太龐大用什么來代替高溫高壓的水蒸氣呢？那樣，鍋爐就可以不要啦！汽車是如何獲得機(jī)械能的呢？最早的汽車（1886年）最快的汽車（1600km/h）

汽車中的巨無霸（額定核載360噸）布加迪威龍最大輸出功率可達(dá)1500馬力，這樣優(yōu)越的性能得益于它“W16”的發(fā)動(dòng)機(jī)，你知道“W16”是什么含義嗎？W16代表16個(gè)汽缸發(fā)動(dòng)機(jī)共同推動(dòng)汽車熱機(jī)——利用內(nèi)能做功的機(jī)械你能說出這個(gè)過程中能量轉(zhuǎn)化的情況嗎？燃料燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣；水蒸氣把塞子沖出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能。氣體推動(dòng)木塞做功實(shí)驗(yàn)利用內(nèi)能做功的機(jī)器有很多，例如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)（噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)）等。熱機(jī)的種類蒸汽機(jī)車火電站的汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)車噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)蒸汽機(jī)汽輪機(jī)燃?xì)廨啓C(jī)某種內(nèi)燃機(jī)剖面圖汽車的動(dòng)力系統(tǒng)使用汽油作為燃料的叫汽油機(jī)。使用柴油作為燃料的叫柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)分類內(nèi)燃機(jī)分類汽油機(jī)柴油機(jī)汽油機(jī)的構(gòu)造火花塞進(jìn)氣門排氣門汽缸活塞連桿曲軸沖程：活塞從一端運(yùn)動(dòng)到另一端進(jìn)氣門

，排氣門

，

活塞由汽缸最

向

運(yùn)動(dòng)，

和

的混合物從

被吸入汽缸。

當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸的最下端，

關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)

圈。吸氣沖程打開關(guān)閉上端下汽油空氣進(jìn)氣門進(jìn)氣門半進(jìn)氣門和排氣門

，

活塞由汽缸最

向

運(yùn)動(dòng)，

燃料的混合物被

，

汽缸內(nèi)溫度

，氣壓

。

曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)

圈。在此過程中，

轉(zhuǎn)化

。壓縮沖程都關(guān)閉下端上壓縮升高增大半機(jī)械能內(nèi)能在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花（點(diǎn)燃式），燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生

的燃?xì)?，推?dòng)活塞由汽缸向

運(yùn)動(dòng)，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)

圈。做功沖程高溫高壓下半進(jìn)氣門

，排氣門

，

活塞由汽缸最

向

運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出汽缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到汽缸的最上端，

關(guān)閉，

曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)

圈。排氣沖程關(guān)閉打開下端上排氣門半吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程總結(jié)汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，只有

燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程都是輔助沖程，

要靠安裝在曲軸上的

來完成。

必須靠外力來啟動(dòng)。

汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括

沖程，活塞往復(fù)

次，

曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)

圈，做功

次。有

次能量轉(zhuǎn)化?？偨Y(jié)做功沖程飛輪的慣性42212柴油機(jī)的構(gòu)造噴油嘴進(jìn)氣門活塞連桿曲軸氣缸排氣門吸入新鮮空氣

吸氣沖程空氣的壓強(qiáng)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(diǎn)。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

壓縮沖程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?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。排氣沖程把廢氣排出氣缸。汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造對(duì)比汽油機(jī)的構(gòu)造柴油機(jī)的構(gòu)造火花塞進(jìn)氣門排氣門氣缸連桿活塞曲軸噴油嘴進(jìn)氣門排氣門汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別汽油機(jī)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)區(qū)別工作過程吸氣沖程壓縮沖程點(diǎn)火方式優(yōu)缺點(diǎn)火花塞噴油嘴吸入汽油和空氣的混合物只吸入空氣體積壓強(qiáng)溫度體積壓強(qiáng)溫度火花塞點(diǎn)火(點(diǎn)燃式)壓縮空氣已達(dá)到霧狀柴油著火點(diǎn),不需點(diǎn)燃(壓燃式)輕便、效率低等笨重、效率高等變小變大升高變更小變更大變更高1.除了飛機(jī)、汽車、摩托車之外，你還知道哪些地方用到了熱機(jī)？你列舉的這些熱機(jī)中哪些是內(nèi)燃機(jī)？2.在圖14.1-6中，甲為四沖程內(nèi)燃機(jī)吸氣沖程的示意圖，圖中畫出了吸氣沖程中活塞和曲軸的位置和進(jìn)氣門、排氣門的開閉情況。請(qǐng)?jiān)趫D乙、丙、丁中，分別畫出壓縮、做功、排氣沖程中活塞和曲軸的位置和進(jìn)氣門、排氣門的開閉情況。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)循環(huán)中（1）哪個(gè)沖程存在著化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程？（2）哪個(gè)沖程存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程？（3）哪個(gè)沖程具有很明顯的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程？柴油機(jī)和汽油機(jī)的工作過程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？請(qǐng)說出汽油機(jī)與柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過程中的主要不同之處。內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程中

能轉(zhuǎn)化為

；在做功沖程中

能轉(zhuǎn)化為

能。機(jī)械內(nèi)能內(nèi)機(jī)械依靠飛輪慣性完成的沖程是（

）

ABCDBCD汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的（

）A．壓強(qiáng)增大，溫度降低

B．壓強(qiáng)減小，溫度升高

C．壓強(qiáng)增大，溫度升高

D．壓強(qiáng)減小，溫度降低C汽油機(jī)和柴油機(jī)相比較，下列敘述中正確的是（

）

A．柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機(jī)吸入的是空氣

B．在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的

C．柴油機(jī)里推動(dòng)活塞做功的燃?xì)獾膲簭?qiáng)比汽油機(jī)里的高

D．在壓縮沖程末，汽油機(jī)汽缸內(nèi)的溫度比柴油機(jī)的高C汽油機(jī)和柴油機(jī)有什么相同點(diǎn)？總結(jié)

4、一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。1、基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。2、每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3、四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。汽油機(jī)和柴油機(jī)有什么不同點(diǎn)？1、構(gòu)造不同：

總結(jié)汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火4、點(diǎn)火不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣的混合氣體，柴油機(jī)只吸進(jìn)空氣3、吸氣不同：汽油機(jī)的燃料是汽油，而柴油機(jī)的燃料是柴油2、燃料不同：汽油機(jī)氣缸頂有火花塞，而柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴

MENTALHEALTHCOUNSELINGPPT第2節(jié)熱機(jī)的效率第十四章內(nèi)能的利用人教版九年級(jí)物理（初中）課堂導(dǎo)入復(fù)習(xí)內(nèi)燃機(jī)的哪個(gè)沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？做功沖程還可以怎樣利用內(nèi)能？除去利用內(nèi)能做功以外想想議議：燃料燃燒產(chǎn)生熱量的多少和什么因素有關(guān)？1.kg干木柴和2kg干木柴，燃燒情況一樣，誰放出熱量多？2.同樣1kg干木柴，一個(gè)完全燃燒，另一個(gè)燃燒不充分。哪種情況放出熱量多？跟燃料的質(zhì)量有關(guān)跟燃料燃燒的程度有關(guān)3.1kg干木柴和1kg煤，燃燒情況一樣，誰放出熱量多？跟燃料的種類有關(guān)課堂活動(dòng)影響燃料燃燒放出熱量的因素：燃料的質(zhì)量；燃料的種類；燃料燃燒的狀況。1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。1.定義：2.單位：J/m3（氣體）J/kg（固體）3.公式：q=Q/m（固體燃料）q=Q/V（氣體燃料）Q放＝mq；Q放＝Vq；燃料的熱值（q）4.燃料的熱值表觀察燃料的熱值表，看有什么發(fā)現(xiàn)。燃料的熱值（q）你有哪些發(fā)現(xiàn)？1.

不同燃料的熱值一般不同。熱值是燃料的一種特性，其大小只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的質(zhì)量（體積）、是否燃燒、是否完全燃燒無關(guān)。2.氫的熱值最大。為什么發(fā)射火箭上天要用氫做燃料？想一想燃料的熱值（q）計(jì)算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？Q氫放=q氫×m氫=1.4×108J/kg×10×103kg=1.4×1012J大約需要120噸的干木柴。燃料的熱值（q）廢氣帶走的能量散熱、克服摩擦損失由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只是燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。在內(nèi)燃機(jī)中燃料是否能夠完全燃燒？燃料燃燒釋放的能量都到哪里去了？想一想1.定義：用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒釋放的能量之比稱為熱機(jī)效率.W有Q放η=X100%2.公式：3.熱機(jī)的效率都小于1。熱機(jī)的效率（?）熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的重要指標(biāo)。熱機(jī)的效率高，在做功同樣多的情況下，就消耗更少的燃料，從而節(jié)約資源，減少污染。熱機(jī)的效率（?）5.提高熱機(jī)效率的方法：（1）使燃料充分燃燒;（2）盡量減少各種熱量損失；（3）利用廢氣的能量；（主要措施）（4）注意保養(yǎng)，保證良好的潤(rùn)滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。熱機(jī)的效率（?）圖14.2-3斯蒂芬森的“火箭號(hào)”蒸汽機(jī)車，它誕生于1829年圖14.2-4摩托車使用汽油機(jī)，挖土機(jī)使用柴油機(jī)，貨船使用大型柴油機(jī)從火車到火箭熱機(jī)的效率（?）圖14.2-6自帶燃料和氧化劑的火箭圖14.2-5高溫高壓水蒸氣直接推動(dòng)蒸汽輪機(jī)的葉片熱機(jī)給人類文明帶來進(jìn)步，也給生態(tài)環(huán)境造成污染熱機(jī)的效率（?）重點(diǎn)：燃料完全燃燒放出熱量的計(jì)算難點(diǎn)：機(jī)械效率的計(jì)算課堂小結(jié)（2019無錫市）用煤氣灶將質(zhì)量為4kg的水從25℃加熱到50℃，水吸收的熱量為__________J，若水吸收的熱量等于煤氣燃燒所放出的熱量，則需要完全燃燒__________的煤氣。[水的比熱容為4.2×103J/（kg·℃），煤氣的熱值為4.2×107J/kg].4.2×105

0.01kg.典型例題（20