熱機第十章機械能、內(nèi)能及其轉化第四節(jié)

熱

機汽車奔馳列車飛駛飛機凌空飛去艦船劈波斬浪你知道它們?yōu)槭裁茨艽笳股裢?？觀察與思考學習目標了解汽油機和柴油機都是內(nèi)燃機，知道兩者在構造和工作過程中的異同點。02知道熱機的概念，了解熱機的種類與工作原理。0103了解火箭的構造和工作原理。熱機討論這個實驗中能量轉化的情況。酒精燃燒時化學能轉化為內(nèi)能，傳遞給水，使水的內(nèi)能增大，溫度升高，產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣把塞子沖出去，水蒸氣的內(nèi)能轉化為塞子的機械能。熱機的種類定義：將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓氣體的內(nèi)能轉化為機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機。種類：蒸汽機車

噴氣發(fā)動機火箭發(fā)動機熱機的發(fā)明和使用，對人類社會的發(fā)展起到了重要作用。汽油機的構造汽油機工作時，活塞在汽缸內(nèi)做一次單向運動，叫作一個沖程。觀察汽油機的工作過程汽油機的工作過程吸氣壓縮做功排氣汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。進氣門

；排氣門

。吸入氣體:

?；钊\動方向：

。

吸氣沖程汽油和空氣的燃料混合物打開關閉向下閥門：活塞運動方向：

。

進氣門

；排氣門

。壓縮沖程燃料混合物：壓強

，溫度

。關閉關閉增大向上升高能量轉化：

能

能機械內(nèi)閥門：活塞運動方向：

。

能

能在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。向下機械內(nèi)做功沖程能量轉化：活塞運動方向：

。

排氣沖程進氣門

；排氣門

。關閉打開閥門：向上活塞往復運動

次；對外做功

次；曲軸轉動

圈；經(jīng)過

個沖程。四沖程內(nèi)燃機一個工作循環(huán)：2124除了做功沖程以外，其他三個沖程都是依靠飛輪的慣性完成的。1．在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉化？2．哪個沖程使汽車獲得動力？3．哪個沖程排出了汽車的尾氣？壓縮沖程把機械能轉化為內(nèi)能；做功沖程把內(nèi)能轉化為機械能。做功沖程排氣沖程練一練柴油機結構和汽油機相似，它們的主要區(qū)別是：柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油。柴油機的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。吸入物質也只有空氣，在壓縮沖程結束時，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來。噴油嘴柴油機

種類汽油機柴油機相同點不同點構造燃料吸入氣體點火方式都是內(nèi)燃機，一個工作循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程火花塞噴油嘴汽油柴油汽油和空氣空氣點燃式壓燃式汽油機和柴油機比較1．汽油機的應用2．柴油機的應用柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。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。內(nèi)燃機的應用觀察與思考火箭是怎樣起源的呢？火箭起源于中國，是中國古代重大發(fā)明之一。最早用于戰(zhàn)爭，已有約900多年的歷史。原始火箭神火飛鴉火箭升空原理現(xiàn)代火箭使用的是噴氣式發(fā)動機，其使用的燃料多為液體燃料，噴氣式發(fā)動機的結構主要由燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室和尾部噴口組成，如圖所示。

噴氣式發(fā)動機的原理：燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體，這種氣體從發(fā)動機尾部以極高的速度噴出，從而產(chǎn)生很大的反沖推力推動機身向前運動?？諝鈬姎獍l(fā)動機火箭噴氣發(fā)動機共同點高溫高壓氣體從尾部高速噴出攜帶物燃料燃料、氧化劑特點利用外界空氣來助燃，飛行高度受到一定限制不需要外界空氣來助燃，飛行高度不受限制噴氣式發(fā)動機的分類現(xiàn)代火箭的構造長征五號運載火箭整流罩二級火箭一級火箭助推器現(xiàn)代火箭的特點現(xiàn)代火箭的特點是功率巨大，不僅可以在高空飛行，而且還可以飛出大氣層。多級火箭可以作為星際航行的運載工具。視頻：長征五號B運載火箭首飛噴氣式發(fā)動機與內(nèi)燃機的比較噴氣式發(fā)動機內(nèi)燃機構造整流罩、氧化劑箱、燃料箱、輸送裝置、燃燒室、尾部噴口等進氣門、火花塞(或噴油嘴)、排氣門、汽缸、活塞、連桿、曲軸等噴氣式發(fā)動機與內(nèi)燃機噴氣式發(fā)動機內(nèi)燃機不同點助燃劑自帶氧化劑空氣能量損失較小較大功率巨大較小應用火箭汽車、拖拉機、坦克等相同點①都是一種熱機；②能量轉化:化學能→內(nèi)能→機械能課堂小結工作過程熱機內(nèi)燃機工作原理內(nèi)能轉化為機械能汽油機柴油機吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程火箭工作原理液體火箭的組成1．如圖所示，在試管內(nèi)裝適量的水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，根據(jù)圖中提供的信息回答下列問題。（1）塞子沖出試管后，因為

繼續(xù)向前運動；（2）塞子被推出的過程中，

能轉化成

能，這個過程中能量轉化與熱機中的

沖程相同。隨堂訓練慣性內(nèi)機械做功A．甲、乙、丙、丁

B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙

D．甲、丙、乙、丁2．如圖表示四沖程內(nèi)燃機工作時的示意圖，一個工作循環(huán)的正確順序為（）C甲丁乙丙3．關于四沖程汽油機和柴油機，下列說法中正確的是（）A．在吸氣沖程中，吸入汽缸的都只是空氣B．在壓縮沖程末，柴油機汽缸內(nèi)的氣體溫度比汽油機低C．在做功沖程初，都有火花塞點火D．在排氣沖程時，排氣都依靠飛輪的慣性來完成D