1、,第十四章內(nèi)能的利用,第一節(jié) 熱機(jī),改變物體內(nèi)能的方式,熱傳遞,做功,(內(nèi)能的轉(zhuǎn)移),(能量的轉(zhuǎn)化),對(duì)物體做功 內(nèi)能增大,物體對(duì)外做功 內(nèi)能減小,回憶,它們工作時(shí)用什么機(jī)器提供動(dòng)力,思考并交流(1分鐘),知識(shí)回顧：如圖所示在一個(gè)試管中裝一些水，用軟木塞塞緊。對(duì)試管加熱使水沸騰，會(huì)看到什么現(xiàn)象，說(shuō)明了什么問(wèn)題？,現(xiàn)象：軟木塞沖出；管口有“白氣”產(chǎn)生。 說(shuō)明：水蒸汽對(duì)木塞做功，內(nèi)能減少，它的溫度下降，水蒸汽液化成小水珠。 工作時(shí)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 應(yīng)用：熱機(jī),觀察討論：如圖所示，在試管內(nèi)裝一些水，用橡皮塞塞住。對(duì)試管加熱使水沸騰，會(huì)看到什么現(xiàn)象？討論這個(gè)過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化的情況。,這個(gè)實(shí)驗(yàn)，展示了人

2、類(lèi)利用內(nèi)能的過(guò)程。,燃料的化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣，水蒸氣膨脹做功把塞子沖出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能。,熱機(jī),一、熱機(jī)的定義：,將燃料燃燒時(shí)放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器統(tǒng)稱為熱機(jī)。,二、熱機(jī)的種類(lèi)：,蒸汽機(jī),二、熱機(jī)的種類(lèi)：,蒸汽機(jī),二、熱機(jī)的種類(lèi)：,內(nèi)燃機(jī),蒸汽機(jī),內(nèi)燃機(jī),汽輪機(jī),噴氣發(fā)動(dòng)機(jī),火箭,二、熱機(jī)的種類(lèi)：,三、內(nèi)燃機(jī)：,汽油機(jī),柴油機(jī),四、汽油機(jī)的工作原理：,構(gòu)造：,火花塞,汽缸,進(jìn)氣門(mén),活塞,連桿,排氣門(mén),曲軸,1、汽油機(jī)的構(gòu)造；觀察圖回答汽油機(jī)的主要構(gòu)造有： 主體是 ，內(nèi)有 、它通過(guò) 與 相連。上部有 和 ，頂部有 。,汽缸,活塞,連桿,曲軸,進(jìn)氣門(mén),排氣門(mén),

3、火花塞,2、工作原理：燃料的化學(xué)能通過(guò)燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過(guò)做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能。從而使機(jī)械獲得動(dòng)力。,四、汽油機(jī)的工作原理：,兩個(gè)名詞：,1、一個(gè)沖程：,2、一個(gè)工作循環(huán)：,活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程。,把這四個(gè)沖程稱為發(fā)動(dòng)機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。,吸氣沖程,壓縮沖程,做功沖程,排氣沖程,內(nèi)燃機(jī)的沖程和工作循環(huán),汽油機(jī)工作原理,吸氣沖程,壓縮沖程,做功沖程,排氣沖程,吸氣沖程,汽油和空氣,開(kāi)始工作前，活塞位于汽缸上端，進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。工作時(shí)，活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入汽缸。,壓縮沖程,活塞運(yùn)動(dòng)

4、到最下端，就開(kāi)始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,做功沖程,壓縮結(jié)束時(shí)雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。高溫燃燒氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。,排氣沖程,燃燒后的廢氣,做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。,第一沖程： 。進(jìn)氣門(mén) ，排氣門(mén) ，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

5、。,第二沖程： 。進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都 ，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(guò)程中， 轉(zhuǎn)化 。,吸氣沖程,打開(kāi),關(guān)閉,上端,下,汽油,空氣,進(jìn)氣門(mén),進(jìn)氣門(mén),半,關(guān)閉,下端,上,壓縮,升高,增大,半,機(jī)械能,內(nèi)能,壓縮沖程,第三沖程： 。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(guò)連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)， 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng) 圈。在此沖程中， 轉(zhuǎn)化 。,第四沖程： 。進(jìn)氣門(mén) ，排氣門(mén) ，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。,做功沖程,高溫高壓,下,半,內(nèi)能

6、,機(jī)械能,排氣沖程,關(guān)閉,打開(kāi),下端,上,排氣門(mén),半,想想議議：,1、在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)化？,2、哪個(gè)沖程使汽車(chē)獲得動(dòng)力？,3、哪個(gè)沖程排出了汽車(chē)的尾氣？,五、柴油機(jī)的構(gòu)造,噴油嘴,進(jìn)氣門(mén),活塞,連桿,排氣門(mén),氣缸,曲軸,柴油機(jī)工作原理,吸氣沖程,空氣,進(jìn)氣門(mén)_， 排氣門(mén)_。 活塞由_端向_端運(yùn)動(dòng)，將_吸進(jìn)氣缸。,空氣,壓縮沖程,進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)_， 活塞向_運(yùn)動(dòng)，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)更_，溫度更_。 在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過(guò)柴油的著火點(diǎn)。,大,高,做功沖程,在壓縮沖程末，從_ 噴出的霧狀_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_運(yùn)

7、動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。,噴油嘴,柴油,排氣沖程,燃燒后的廢氣,進(jìn)氣門(mén)_，排氣門(mén)_，活塞向_運(yùn)動(dòng)，把_排出氣缸。,吸氣沖程：柴油機(jī)吸入汽缸中的只是_而不像汽油機(jī)那樣吸入的是_的混合物。 壓縮沖程：活塞將汽缸內(nèi)的空氣壓縮成高溫的氣體，其溫度超過(guò)柴油的燃點(diǎn)。 做功沖程：在壓縮沖程的最后狀態(tài)，由_向汽缸內(nèi)噴射霧狀的_，這些霧狀的_在汽缸內(nèi)高溫的空氣中燃燒起來(lái)，這種點(diǎn)火方式稱為_(kāi)式。由于霧狀柴油的燃燒，使得汽缸內(nèi)的壓強(qiáng)急劇增大，氣體對(duì)活塞做功，將活塞推向汽缸的下端。 排氣沖程：與汽油機(jī)的情況相同，都是把廢氣排出汽缸，為下一個(gè)循環(huán)做好準(zhǔn)備。,想想議議：,汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過(guò)程有什么相同點(diǎn)，有什么不

8、同點(diǎn)？,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。 4 一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。,相同點(diǎn),不同點(diǎn),1構(gòu)造不同：汽油機(jī)氣缸頂有火花塞，而柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴。 2 燃料不同：汽油機(jī)的燃料是汽油，而柴油機(jī)的燃料是柴油。 3 吸氣不同：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。 4 點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火。,六、內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng),內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動(dòng)。開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)

9、活塞運(yùn)動(dòng)，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。,小結(jié)：汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括 個(gè)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。,在汽油機(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(lái)完成。必須靠外力來(lái)啟動(dòng)。,做功沖程,飛輪的慣性,4,2,2,1,2,七、內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用,（1）汽油機(jī)的應(yīng)用,（2）柴油機(jī)的應(yīng)用,柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，主要用在載重汽車(chē)、拖拉機(jī)、坦克上面。,汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車(chē)、飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。,閱讀p20科學(xué)世界（閱讀效果檢測(cè)） 1、汽車(chē)由 、 、 和 四部分組成。發(fā)動(dòng)機(jī)把燃料燃燒產(chǎn)生的 能變?yōu)?能。電器設(shè)備的作用產(chǎn)生

10、 以點(diǎn)燃?xì)飧字械目扇細(xì)怏w、啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí) 用 帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)、提供 等用電設(shè)備的電源 2、采用電子噴油系統(tǒng)的汽車(chē)，與傳統(tǒng)的采用化油器系統(tǒng)的相比較，氣缸吸入的是 ?？梢詼p少 的排放，降低 的消耗，同時(shí)提高發(fā)動(dòng)機(jī)的 。未來(lái)的汽車(chē)將更加節(jié)能、安全、環(huán)保。,純凈的空氣,有害氣體,燃料,功率,發(fā)動(dòng)機(jī),車(chē)身,底盤(pán),電器設(shè)備,內(nèi),機(jī)械,電火花,電機(jī),燈光,1.四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程由( ).( ).( ).( )四個(gè)沖程組成的。 2.四沖程汽油機(jī)，由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( )沖程，做功沖程是( )能轉(zhuǎn)化為( )能。 3.汽油機(jī)吸入汽缸的是( )，點(diǎn)火方式是( )。 4.四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛輪的( )來(lái)

11、完成。 5.某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min，則它每秒鐘對(duì)外做功( )次。,知識(shí)應(yīng)用,2.某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn)/分，則該汽油機(jī)每秒做功 次。,1.單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成40個(gè)沖程，下列說(shuō)法正確的是（ ） A.做功10次，飛輪轉(zhuǎn)40周 B.做功40次，飛輪轉(zhuǎn)20周 C.做功10次，飛輪轉(zhuǎn)20周 D.做功20次，飛輪轉(zhuǎn)10周,C,10,3.某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速50轉(zhuǎn)/秒，則該汽油機(jī)10秒做功 次。,250,3、關(guān)于四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程有以下幾種說(shuō)法：在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功 汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入汽

12、缸的是汽油。 以上說(shuō)法正確的是（ ） A.只有 B.只有 C.只有 D.只有,2、熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成 能的機(jī)器；熱機(jī)一個(gè)工作循環(huán)由 個(gè)沖程組成，其中圖中所示是熱機(jī)的 沖程。,A,機(jī)械能,四,做功,1、某四沖程汽油機(jī)，曲軸轉(zhuǎn)速1200r/min，則該汽油機(jī)每秒做功 次，有 個(gè)沖程, 飛輪轉(zhuǎn) 周。,課堂檢測(cè):,10,40,20,4、在試管內(nèi)裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會(huì)把木塞沖開(kāi)，有的同學(xué)由這個(gè)裝置聯(lián)想到內(nèi)燃機(jī)，請(qǐng)你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新的思維過(guò)程。 高溫高壓的水蒸氣 堅(jiān)固氣缸 酒精燃燒 活塞運(yùn)動(dòng)做功 玻璃試管 高溫高壓的燃?xì)?木塞沖出 油料燃燒,5、汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的 （） 、壓強(qiáng)增大，溫度降低；、壓強(qiáng)減小，溫度升高； 、壓強(qiáng)增大，溫度升高；、壓強(qiáng)減小，溫度降低。,c,6、當(dāng)瓶中的煤油倒去一半