新沪粤物理九年级上册热机与社会发展PPT学习教案

会计学1一、推动人类进步的热机一、推动人类进步的热机 热机是人类历史上最伟大的发明之一，它在人热机是人类历史上最伟大的发明之一，它在人类社会发展过程中产生了巨大的推动作用。类社会发展过程中产生了巨大的推动作用。第1页/共29页内燃机：内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机燃料在气缸内燃烧的热机 最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做做汽油机汽油机和和柴油机柴油机 二、汽油机二、汽油机 请同学们请同学们想一想想一想热机给我们带来了哪些好处？为热机给我们带来了哪些好处？为什么说什么说“热机的使用推动了人类的文明与进步热机的使用推动了人类的文明与进步”？请同学们请同学们比较比较这些热机，找出它们的这些热机，找出它们的共同特点共同特点燃料的燃料的化学能化学能内能内能燃烧燃烧做功做功 机械能机械能下面我们以汽油机为例，来了解热机的下面我们以汽油机为例，来了解热机的工作过程工作过程第2页/共29页1 1、汽油机的构造及主要部件的作用、汽油机的构造及主要部件的作用汽油和空气形成汽油和空气形成混合物后的进口混合物后的进口混合气在混合气在内燃烧内燃烧连杆与活塞相连连杆与活塞相连，曲轴与工作机，曲轴与工作机相连相连将活塞的动将活塞的动力传给工作机力传给工作机与连杆相连与连杆相连，上下推动，上下推动做功做功点火装置，能点火装置，能产生电火花使产生电火花使燃料混合物猛燃料混合物猛烈燃烧烈燃烧燃料燃烧后燃料燃烧后废气的出口废气的出口活动：活动：研究汽油机的工作原理研究汽油机的工作原理第3页/共29页2 2、汽油机的工作原理、汽油机的工作原理冲程（行程）：冲程（行程）：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。一个工作循环：一个工作循环：汽油机工作时一个循汽油机工作时一个循环为四个冲程，周而复始环为四个冲程，周而复始。吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程第4页/共29页汽油和空气汽油和空气吸气冲程吸气冲程下面我们来详细地了解下面我们来详细地了解汽油机四个冲程的工作过程汽油机四个冲程的工作过程 进气门进气门打开打开，排气门，排气门关关闭闭。活塞由。活塞由上端上端向向下端下端运运动，汽油和空气组成的燃动，汽油和空气组成的燃料料混合物混合物从进气门从进气门吸入吸入气气缸。缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门进气门和排气门都关都关闭闭，活塞，活塞向上向上运动，燃运动，燃料混合物被料混合物被压缩压缩，压强，压强增大，增大，温度升高温度升高。第5页/共29页做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，火花塞在压缩冲程末尾，火花塞产产生电火花生电火花，使燃料猛烈燃烧，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的，产生高温高压的燃气燃气，推，推动动活塞向下活塞向下运动，并通过连运动，并通过连杆带动曲轴转动。杆带动曲轴转动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 进气门进气门关闭关闭，排，排气门气门打开打开，活塞，活塞向向上上运动，把废气排运动，把废气排出气缸。出气缸。第6页/共29页我们来感受一下汽油机我们来感受一下汽油机连续工作连续工作的情况的情况第7页/共29页冲程名称冲程名称 进气门进气门 排气门排气门活塞运活塞运动方向动方向 作用作用有无能量的有无能量的转化转化吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程汽油机四个冲程的工作原理汽油机四个冲程的工作原理开开开开关关向向上上向上向上向下向下关关关关关关关关关关无无向下向下无无吸入汽油吸入汽油和空气和空气压缩气体压缩气体提高温度提高温度 高温气体高温气体膨胀推动膨胀推动活塞活塞做功做功 排出废气排出废气机械能转机械能转化为化为内能内能内能转化内能转化为为机械能机械能第8页/共29页两两做功做功两两飞轮的惯性飞轮的惯性 归纳：归纳：汽油机在一个工作循环里，要完成汽油机在一个工作循环里，要完成 个个冲程，活塞往返冲程，活塞往返 次，曲轴转动次，曲轴转动 周。做功周。做功 次，即次，即 冲程中燃气对外做功，其他三个冲程是冲程中燃气对外做功，其他三个冲程是靠靠 来完成的。来完成的。柴油机柴油机1 1、柴油机的构造、柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气进气门门活活塞塞连杆连杆排气排气门门气气缸缸曲轴曲轴四四一一第9页/共29页2 2、柴油机的工作原理、柴油机的工作原理空气空气吸气冲程吸气冲程进气门进气门打开打开，排气门，排气门关闭关闭。活塞由上端。活塞由上端向向下端下端运动，将运动，将空气空气吸吸进气缸。进气缸。压缩冲程压缩冲程进气门和排气门进气门和排气门都关闭都关闭，活塞，活塞向上向上运动，活塞把空气压缩得运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空更高。在压缩冲程末，缸内空气气温度已超过柴油的着火点温度已超过柴油的着火点。第10页/共29页做功冲程做功冲程在压缩冲程末，从喷油嘴喷出在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生烈燃烧，产生高温高压的燃气高温高压的燃气，推动活塞推动活塞向下向下运动，并通过运动，并通过连杆带动曲轴转动。连杆带动曲轴转动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气进气门进气门关闭关闭，排气，排气门门打开打开，活塞，活塞向上向上运动，把废气排出运动，把废气排出气缸。气缸。第11页/共29页汽油机汽油机柴油机柴油机燃料燃料汽油汽油柴油柴油结构结构火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴吸气冲程吸气冲程吸入的是汽油与空吸入的是汽油与空气混合体气混合体吸入是纯净的空气吸入是纯净的空气压缩冲程压缩冲程气压、温度相较低气压、温度相较低气压、温度相对较高气压、温度相对较高点火方式点火方式点燃式点燃式压燃式压燃式汽油机和柴油机的不同点汽油机和柴油机的不同点第12页/共29页工作循环工作循环都有四个冲程都有四个冲程能量转化能量转化（1 1）压缩冲程：机械能转化为内能）压缩冲程：机械能转化为内能（2 2）做功冲程：内能转化为机械能）做功冲程：内能转化为机械能活塞、曲轴运动活塞、曲轴运动每一个工作循环，活塞往复两次，每一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。曲轴转动两周，对外做功一次。运动运动都需要外力都需要外力优缺点优缺点汽油机比柴油机轻巧，柴油机效率汽油机比柴油机轻巧，柴油机效率比汽油机高。但两者都带来了废气比汽油机高。但两者都带来了废气和噪声污染。和噪声污染。汽油机和柴油机的汽油机和柴油机的相同点相同点 内燃机不能自行启动。开内燃机不能自行启动。开始运转时，要始运转时，要靠外力使飞轮靠外力使飞轮和曲轴转动起来和曲轴转动起来，由曲轴通，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。内燃机才能自己工作。第13页/共29页热机的效率热机的效率热机工作时，有效利用的内能只是其中的一部分。热机工作时，有效利用的内能只是其中的一部分。定义：定义：热机工作时，用来热机工作时，用来做有用功的能量做有用功的能量与燃料完与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率热机的效率=100100W W有用有用Q Q总总即：即：第14页/共29页汽油机、柴油机的效率大约是多少？汽油机、柴油机的效率大约是多少？汽油机的效率：汽油机的效率：20 30%20 30%柴油机的效率：柴油机的效率：30 45%30 45%提高热机的效率，是人类在制造热机技术方面孜提高热机的效率，是人类在制造热机技术方面孜孜不倦的追求。孜不倦的追求。如何提高热机的效率呢？如何提高热机的效率呢？尽可能使燃料充分燃烧；尽可能使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑以减小摩擦。机件间保持良好的润滑以减小摩擦。第15页/共29页三、热机与环境三、热机与环境 热机的出现，极大地改进了人类的工作方式和生热机的出现，极大地改进了人类的工作方式和生活条件。但是，人们在享受热机所带来的便利的同活条件。但是，人们在享受热机所带来的便利的同时，也不得不忍受着热机所造成的环境污染。时，也不得不忍受着热机所造成的环境污染。第16页/共29页1 1、热机带来的环境污染的表现、热机带来的环境污染的表现、废气污染、废气污染 排出的废气温度较高，使城市温度升高，会形排出的废气温度较高，使城市温度升高，会形成成“热岛效应热岛效应”。废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，直接废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，直接影响人们的身体健康和动植物的生存。影响人们的身体健康和动植物的生存。、噪声污染、噪声污染2 2、怎样控制热机对环境造成的污染、怎样控制热机对环境造成的污染改进燃烧设备，消除烟尘；改进燃烧设备，消除烟尘；提高燃料的综合利用，采取集中供热；提高燃料的综合利用，采取集中供热；充分利用污染少和无污染的能源；充分利用污染少和无污染的能源；在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染。在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染。第17页/共29页 简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油器化油器而采用的一种先进的喷油装置。使用而采用的一种先进的喷油装置。使用EFIEFI，汽车发动，汽车发动机燃烧将更充分，从而提高功率，降低油耗，实现低机燃烧将更充分，从而提高功率，降低油耗，实现低公害排放的目的。当公害排放的目的。当EFIEFI功能与发动机其它功能结为功能与发动机其它功能结为一体时，称一体时，称“发动机管理系统（发动机管理系统（EMSEMS）”，这将达到，这将达到更高要求的环保目标。更高要求的环保目标。电子控制燃油喷射系统电子控制燃油喷射系统EFIEFI一般由电子控系统、一般由电子控系统、空气供给系统、燃油供给系统三个子系统组成。空气供给系统、燃油供给系统三个子系统组成。电子控制燃油喷射系统（电子控制燃油喷射系统（EFIEFI）电子控制燃油喷射发动机电子控制燃油喷射发动机是购买汽车时的重要参是购买汽车时的重要参考指标。考指标。STS第18页/共29页太阳能汽车太阳能汽车太阳能汽车太阳能汽车电动电动车车天然气汽车天然气汽车环保汽车环保汽车第19页/共29页四、热机的种类：四、热机的种类：1 1、以煤炭为燃料的热机、以煤炭为燃料的热机 热机从发明到现在，经历了漫长的技术革新过程，热机从发明到现在，经历了漫长的技术革新过程，种类已经发展的丰富多彩，用途十分广泛。种类已经发展的丰富多彩，用途十分广泛。第20页/共29页2 2、以石油产品为燃料的热机、以石油产品为燃料的热机内燃机内燃机第21页/共29页3 3、以氢为燃料的热机、以氢为燃料的热机火箭发动机（火箭）火箭发动机（火箭）第22页/共29页ABCDB BD D课堂练习：课堂练习：1 1、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是冲程的是 （）2 2、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程是是 （）A.A.吸气冲程吸气冲程 B.B.排气冲程排气冲程 C.C.做功冲程做功冲程 D.D.压缩冲程压缩冲程第23页/共29页（）（）（）（）（）（）（）4 4.如图是汽油机的四冲程示意图在一个工作循如图是汽油机的四冲程示意图在一个工作循环中，做功冲程是环中，做功冲程是 （）3 3、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的缸中气体的 （）A.A.压强增大，温度降低压强增大，温度降低 B.B.压强增大，温度升高压强增大，温度升高C.C.压强减少，温度降低压强减少，温度降低 D.D.压强减少，温度升高压强减少，温度升高B BB B第24页/共29页5 5、在四冲程内燃机工作的一个工作循环中，存、在四冲程内燃机工作的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化为机械能的过程这两个能量转化的过程存在于（为机械能的过程这两个能量转化的过程存在于（）吸气冲程和压缩冲程吸气冲程和压缩冲程 压缩冲程和做功冲程压缩冲程和做功冲程 做功冲程和排气冲程做功冲程和排气冲程 吸气冲程和排气冲程吸气冲程和排气冲程 6 6、一台柴油机，飞轮每分钟转速为、一台柴油机，飞轮每分钟转速为24002400转，由此转，由此可以判断出，该柴油机每秒种的工作循环为（可以判断出，该柴油机每秒种的工作循环为（）2020次次 4040次次 1010次次 1515次次B BA A 提示提示:一个工作循环中，一个工作循环中，活塞往复活塞往复两两次，飞轮次，飞轮（曲轴）转动（曲轴）转动两两周，做功一次。周，做功一次。第25页/共29页本节小结本节小结 种类种类：蒸汽机、内燃机、蒸（燃）汽轮机、喷气：蒸汽机、内燃机、蒸（燃）汽轮机、喷气发动机、火箭发动机。发动机、火箭发动机。以汽油为燃料的内燃机。以汽油为燃料的内燃机。工作时完成的四个冲程，活塞往返工作时完成的四个冲程，活塞往返两两次，曲轴转次，曲轴转动动两两周，对外做功一次。周，对外做功一次。一个工作循环完成一个工作循环完成四个四个冲程，其中只有冲程，其中只有做功做功冲程冲程对外做功，其他三个冲程为辅助冲程，靠对外做功，其他三个冲程为辅助冲程，靠飞轮的惯飞轮的惯性性来完成。来完成。热机热机汽油机汽油机：共同点：共同点：将燃料燃烧时的化学能转化为内能，通将燃料燃烧时的化学能转化为内能，通过做功把内能转化为机械能。过做功把内能转化为机械能。第26页/共29页人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。第27页/共29页第28页/共29页