九年級物理上冊 第2章 第1節(jié) 熱機課件 （新版）教科版.ppt

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第十四章內(nèi)能的利用,第一節(jié)熱機,第一節(jié)熱機,熱能除了帶給人類溫暖以外，還能做什么呢？,試管中的蒸汽將軟木塞推出去，軟木塞獲得了動能，蒸汽的內(nèi)能減少！,一熱機,1定義：將由燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機。,2熱機的種類,蒸氣機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、等,蒸汽機,燒水到沸騰時，冒出的蒸汽會沖開壺蓋！人們發(fā)現(xiàn)可以通過蒸汽推動機械，瓦特發(fā)明蒸汽機后：1807年，美國人富爾把瓦特的蒸汽機裝在輪船上，從此，航運中的帆船時代結(jié)束了。1814年，英國人史蒂芬把瓦特的蒸汽機裝在火車上，陸路運輸?shù)男聲r代開始了。,汽輪機,汽輪機,發(fā)電機,鍋爐,給水泵,熱源,冷卻海水,冷凝器,火力發(fā)電廠工作原理,,噴氣式發(fā)動機,,二內(nèi)燃機：,1定義：燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。,2分類常見的內(nèi)燃機：汽油機柴油機,(1)汽油機,(2)柴油機,①構(gòu)造②工作原理③汽油機完整工作過程,①構(gòu)造②工作原理,內(nèi)燃機是熱機的一種；分為汽油機和柴油機。,汽油機的構(gòu)造,,,,,,,,火花塞,氣缸,進氣門,活塞,連桿,排氣門,曲軸,1：汽油機的構(gòu)造；觀察圖回答汽油機的主要構(gòu)造有：主體是，內(nèi)有、它通過與相連。上部有和，頂部有。,汽缸,活塞,連桿,曲軸,進氣門,排氣門,火花塞,2:工作原理讓燃料在汽缸中燃燒，生成高溫高壓的燃氣，推動活塞做功，使內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能,,,,,,,,,,,,,,,吸氣,壓縮,做功,排氣,內(nèi)燃機的沖程和工作循環(huán),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。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)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。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。,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。,內(nèi)燃機的啟動,,Qiyouji工熱機.swf作,在一個工作循環(huán)中有四個沖程，活塞往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)兩周，飛輪轉(zhuǎn)兩周，對外做一次功。,,汽油機的工作過程:以一個工作循環(huán)為單元,沖程：活塞從一端運動到另一端叫做一個沖程。,根據(jù)觀察回答，汽油機工作過程中，四個沖程的氣門關(guān)閉情況；活塞的運動方向；曲軸轉(zhuǎn)動幾圈；如果有能量轉(zhuǎn)化，說處具體的轉(zhuǎn)化過程；點火方式是什么。,,汽油機和柴油機的工作過程,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。活塞由上端向下端運動，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。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。,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)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。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。,3.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。,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？,汽油機和柴油機的異同點比較,返回,相同點,不同點,1．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，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。4．一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。,相同點,不同點,相同點,不同點,1．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。2．燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。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，柴油機屬壓燃式點火。,內(nèi)燃機：,燃料在氣缸內(nèi)燃燒的熱機,汽缸為星型排列的老式飛機內(nèi)燃機結(jié)構(gòu)原理圖,三、熱機中能量的轉(zhuǎn)化,化學能,,熱能,,機械能,（燃料）,（做功）,汽油機的效率：20~30%,柴油機的效率：30~45%,你認為它們的效率比你想象的高？還是低？,你猜想：汽油機、柴油機的效率大約是多少？猜猜看！,熱機的效率,熱機的效率：熱機所做的做有用功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機的效率。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，可提高燃料的利用率。,熱機中能量的轉(zhuǎn)化,第一沖程：。進氣門，排氣門，活塞由汽缸最向運動，和的混合物從被吸入汽缸。當活塞運動到汽缸的最下端，關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動圈。,第二沖程：.進氣門和排氣門，活塞由汽缸最向運動，燃料的混合物被，汽缸內(nèi)溫度，氣壓。曲軸轉(zhuǎn)動圈。在此過程中，轉(zhuǎn)化。,吸氣沖程,打開,關(guān)閉,上端,下,汽油,空氣,進氣門,進氣門,半,都關(guān)閉,下端,上,壓縮,升高,增大,半,機械能,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（點燃式），燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生的燃氣，推動活塞由汽缸向運動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動，曲軸轉(zhuǎn)動圈。在此沖程中，轉(zhuǎn)化。,第四沖程：。進氣門，排氣門，活塞由汽缸最向運動，把廢氣排出汽缸。當活塞運動到汽缸的最上端，關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動圈。,做功沖程,高溫高壓,,下,半,內(nèi)能,機械能,排氣沖程,關(guān)閉,打開,下端,上,排氣門,半,小結(jié)：汽油機一個工作循環(huán)包括沖程，活塞往復次，曲軸轉(zhuǎn)動圈，做功次。有次能量轉(zhuǎn)化。,汽油機工作的四個沖程中，只有燃氣對外做功，其他三個沖程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的來完成。必須靠外力來啟動.,做功沖程,飛輪的慣性,4,2,2,1,2,提高熱機效率的途徑和方法：（l）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量；(2)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。,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.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.,課堂練習:,5、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？7、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？9、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。,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、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：通常是先接通了啟動機(電動機)，用啟動機帶動活塞動起來。也可用手柄，人工搖動手柄帶動活塞起動。,課堂練習:,提高熱機效率的途徑,1、熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。如：兩輛排量相同的小汽車，以相同的速度行駛相同的路程，耗油少的那輛，汽油機的效率高，性能好。,2、在設(shè)計和制造上，要不斷改進和革新，以減少各種能量損失，提高效率。例如：在使用上要正確使用，注意保養(yǎng)。在熱機的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要措施。,知識回顧：如圖所示在一個試管中裝一些水，用軟木塞塞緊。對試管加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象，說明什么問題？,新課引入：將燃料燃燒時放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器統(tǒng)稱為熱機。,