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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十四章内能的利用,热机,第十四章内能的利用热机,知识目标：,1,、了解四冲程汽油机的基本工作原理。,2,、从能量转化的角度认识燃料的热值。,3,、了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。,4,、通过能量的转化和转移认识效率。,知识目标：1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。2、从能量转,一、内能的获得,：,通过燃料的燃烧，将燃料内部的,_,能转化为,_,能。,从能量转化的角度分析：,化学,内,一、内能的获得：通过燃料的燃烧，将燃料内部的从能量转化的角,二、内能的利用：,1,、直接加热物体,二、内能的利用：1、直接加热物体,热能除了带给人类温暖以外，还能做什么呢？,试管中的蒸汽将软木塞推出去，软木塞获得了动能，蒸汽的内能,_,。,减小,热能除了带给人类温暖以外，还能做什么呢？,水沸腾后：,现象,:,软木塞,_;,_,有,“,白气,”,产生,.,冲出,管口,分析,:,_,对木塞做功,内能,_,温度,_,_,成小水珠,.,水蒸气,减小,降低,液化,能量转化：,_,转化为,_,。,内能,机械能,水沸腾后：现象:软木塞_;冲出管口分析:水蒸气减小,总结：内能的利用：,1,、利用内能,_,。,飞机飞行，汽车行驶，火箭升空，,发动机工作时的能量转化？,2,、利用内能,_,。,加热,做功,总结：内能的利用：1、利用内能_。飞机飞行，汽,塞子冲出的过程中，能量的转化：,燃料的,_,能,水蒸气的,_,塞子运动的,_;,热机的能量转换：,燃料的,_,能,_,_,；,做功,燃烧,热机是把,_,能转化为,_,能的机器。,一、热机的定义,化学,内能,机械能,化学,内能,机械能,内,机械,塞子冲出的过程中，能量的转化：燃料的_能水蒸气的_,二、热机的种类：,蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭,内燃机,1,、工作原理：,2,、分类：,燃料在,_,内燃烧，产生高温高压的气体对活塞,_,。,_,和,_,两种。,汽缸,做功,汽油机,柴油机,二、热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭,1,、汽油机的构造,火花塞,汽缸,进气门,活塞,连杆,排气门,曲轴,1、汽油机的构造火花塞汽缸进气门活塞连杆排气门曲轴,1,、汽油机的构造,1、汽油机的构造,1,、观察图回答汽油机的构造：,上部有,和,，,顶部有,。,主体是,，内有,它通过,_,与,相连。,汽缸,活塞,连杆,曲轴,进气门,排气门,火花塞,1、观察图回答汽油机的构造：汽缸活塞连杆曲轴进气门排气门火花,内燃机（汽油机）的工作原理,冲程,：,1,、活塞从汽缸的一端,运动到另一端的过程，,叫做一个冲程,2,、内燃机的一个工作循环,有四个冲程,分别是：,_,冲程、,_,冲程、,_,冲程、,_,冲程。,2,、,吸气,压缩,做功,排气,内燃机（汽油机）的工作原理冲程：1、活塞从汽缸的一端2、内,内燃机（汽油机）的工作原理,吸气冲程：,进气门,_,，,排气门,_,，,活塞向,_,运动，,_,的混合物进入气缸。（怎样进入汽缸的？）,曲轴转,_,周。,2,、,打开,关闭,下,汽油和空气,半,内燃机（汽油机）的工作原理吸气冲程：进气门_，2、打,内燃机（汽油机）的工作原理,压缩冲程：,进气门和排气门,_,，,活塞向,_,运动，,燃料混合物被,_,。内能变,_,能量转化：,_,都关闭,上,压缩,曲轴转,_,周。,半,机械能,内能,大,内燃机（汽油机）的工作原理压缩冲程：进气门和排气门_,第一冲程,：,。进气门,，排气门,，活塞由汽缸最,向,运动，,和,的混合物从,被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端,，,_,关闭，曲轴转动,圈。,第二冲程,：,.,进气门 和排气门,，活塞由汽缸最,向,运动，燃料的混合物被,，汽缸内温度,，气压,。曲轴转动,圈。在此过程中，,转化,。,吸气冲程,打开,关闭,上端,下,汽油,空气,进气门,进气门,半,都关闭,下端,上,压缩,升高,增大,半,机械能,内能,压缩冲程,第一冲程：。进气门,2,、内燃机（汽油机）的工作原理,做功冲程：,在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧产生高温高压的气体。,高温高压的气体推动活塞向,_,运动，带动曲轴转动,对外,_,。,下,做功,内能,机械能,能量转化：,2、内燃机（汽油机）的工作原理做功冲程：,2,、内燃机（汽油机）的工作原理,排气冲程：,进气门,_,，,排气门,_,，,活塞向,_,运动，,把,_,排出气缸。,废气,上,打开,关闭,半,曲轴转,_,周。,2、内燃机（汽油机）的工作原理排气冲程：进气门_，,第三冲程,：,。在压缩冲程末，火花塞产生电火花（,点燃式,），燃料混合物剧烈燃烧，产生,的燃气，推动活塞由汽缸向,运动，并通过连杆驱使曲轴转动，曲轴转动,圈。,在此冲程中，,转化,。,第四冲程,：,。进气门,，排气门,，活塞由汽缸最,向,运动，把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上 端，,关闭，曲轴转动,圈。,内燃机,MP4_320 x240_clip.mp4,做功冲程,高温高压,下,半,内能,机械能,排气冲程,关闭,打开,下端,上,排气门,半,第三冲程：。在压缩冲程末,小结：,汽油机一个工作循环包括,冲程，活塞往复,次，曲轴转动,圈，与曲轴相连的飞轮也转,_,圈，做功,次。有,次能量转化。,汽油机工作的四个冲程中，只有,_,燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的,_,来完成。必须靠,外力,来启动,.,做功冲程,飞轮的惯性,4,2,2,1,2,2,小结：汽油机一个工作循环包括 冲程，活塞往,问题,汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？,答：,通过,_,先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗,_,能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程,.,内燃机一旦开始做功，,_,能就会转化成曲轴的,_,能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的,_,性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的,_,能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。,问题汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？答：通过_先,分析得结论：,在做功冲程燃气对活塞做功，,_,能转化为,_,能,。其余三个冲程靠,消耗飞轮的,_,来完成,.,分析得结论：在做功冲程燃气对活塞做功，_能转化为_,内燃机（汽油机）的工作原理,内燃机的连续工作,汽油机的工作原理,-4,好,.exe,内燃机（汽油机）的工作原理内燃机的连续工作,汽油机工作原理,思考：,1.,在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？,压缩冲程：,机械能,内能,做功冲程：,机械能,内能,2.,哪个冲程获得动力？,做功冲程。,（其它三个冲程又叫做辅助冲程。）,3,、一个工作循环由四个冲程组成，每个工作循环活塞往复运动,_,次，曲轴和飞轮转动,_,周，对外做,_,次功。辅助冲程是靠飞轮的,_,性完成的。,汽油机工作原理思考：1.在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转,3,、柴油机,柴油机也是常见的热机。它是用,_,作为燃料来工作的热机。,3、柴油机柴油机也是常见的热机。它是用_作为燃料来工,柴油机的构造,_,_,_,_,_,_,_,柴油机的构造_,3,、柴油机,柴油机的工作原理与汽油机大致相同，如图是柴油机的结构图，,与汽油机比较一下,想一想它是怎样工作的。,3、柴油机柴油机的工作原理与汽油机大致相同，如图是柴油机的结,吸气冲程,空气,进气门,_,，,排气门,_,。,活塞由,_,端向,_,端运动，将,_,吸进气缸,。,空气,吸气冲程空气 进气门_，空气,压缩冲程,进气门和排气门,_,，,活塞向,_,运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更,_,，温度更,_,。,在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。,大,高,压缩冲程 进气门和排气门_，大高,做功冲程,在压缩冲程末，从,_,喷出的雾状,_,遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向,_,运动，并通过连杆带动曲轴转动。,喷油嘴,柴油,做功冲程 在压缩冲程末，从_喷油嘴柴油,排气冲程,燃烧后的废气,进气门,_,，排气门,_,，活塞向,_,运动，把,_,排出气缸。,排气冲程燃烧后的废气 进气门_，排气门_,吸气冲程：柴油机吸入汽缸中的只是,_,而不像汽油机那样吸入的是,_,_,的混合物。,压缩冲程：活塞将汽缸内的空气,压缩成高温,的气体，其温度超过柴油的燃点。,做功冲程：在压缩冲程的最后状态，由,_,向汽缸内喷射雾状的,_,，这些雾状的,_,在汽缸内高温的空气中燃烧起来，这种点火方式称为,_,式。由于雾状柴油的燃烧，使得汽缸内的,压强急剧增大,，气体对活塞做功，将活塞推向汽缸的下端。,排气冲程：与汽油机的情况相同，都是把废气排出汽缸，为下一个循环做好准备。,与汽油机的,异,同？,吸气冲程：柴油机吸入汽缸中的只是_而不像汽油机那样吸入的,柴油机比汽油机要,笨重,些，但柴油机的,效率,_,，,功率,_,，并且柴油的价格又比汽油,便宜,，因而多用在拖拉机、坦克、轮船、内燃机车、载重汽车以及小型发电机上。,柴油机,柴油机比汽油机要笨重些，但柴油机的效率_，功率_，,柴油机分别在火车,坦克,轮船和挖土机上的运用,.,柴油机分别在火车,坦克,轮船和挖土机上的运用.,汽油机和柴油机的异同,汽油机和柴油机的异同,课堂小结,1.,热机,.,2.,内燃机分为汽油机和柴油机,.,3.,汽油机和柴油机的相同点和不同点,.,1.,四冲程汽油机的工作过程由,().().().(),四个冲程组成的,.,2.,四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是,(),冲程,做功冲程是,(),能转化为,(),能,.,3.,汽油机吸入汽缸的是,(),点火方式是,().,柴油机吸入汽缸的是,(),点火方式是,().,思考,:,思考:,知识应用,2,某四冲程汽油机,曲轴转速,1200,转,/,分,则该汽油机,每秒,做功,次,有,个冲程,飞轮转,周,.,1.,单缸四冲程内燃机完成,40,个冲程,关于做功和飞轮转动的情况,下列说法正确的是,(),A.,做功,10,次,飞轮转,40,周,B.,做功,40,次,飞轮转,20,周,C.,做功,10,次,飞轮转,20,周,D.,做功,20,次,飞轮转,10,周,C,10,40,20,知识应用2某四冲程汽油机,曲轴转速1200转/分,则该汽油机,第二课时 燃料及其热值：,柴、煤炭、煤油、煤气、天然气；,一、燃料的分类：,固体燃料、液体燃料和气体燃料。,例如：,第二课时 燃料及其热值：柴、煤炭、煤油、煤气、天然气；,二、燃料燃烧的化学反应：,能量转化,：,作用：,猜测：,化学能,-,内能,/,热能；,给人类提供绝大部分能量，来加热或做功；,相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量相同吗？,二、燃料燃烧的化学反应：能量转化：化学能-内能/热能；给人,三、热值,燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的。,1,、定义,：,2,、,单位，符号,：,（类比：速度或密度的单位）,指单位质量的某种物质完全燃,烧所放出的热量。其符号是,q,。,J/kg,(J/m,3,),三、热值1、定义：2、单位，符号：（类比：速度或密度的单位,3,、燃料的热值表、意义：,(7.1,8.8),10,7,Jm,-3,天然气,3.0,10,7,Jkg,-1,酒精,约,3.9,10,7,Jm,-3,煤气,3.4,10,7,Jkg,-1,木炭,1.4,10,8,Jkg,-1,氢,3.0,10,7,Jkg,-1,焦炭,4.6,10,7,Jkg,-1,汽油,约,3.4,10,7,Jkg,-1,无烟煤,4.6,10,7,Jkg,-1,煤油,约,2.9,10,7,Jkg,-1,烟煤,3.3,10,7,Jkg,-1,柴油,约,1.2,10,7,Jkg,-1,干木柴,P139,一些燃料的热值,3、燃料的热值表、意义：(7.18.8)107 J,木炭,:,3.410,7,J/kg,1,千克木炭,完全,燃烧时放出的热量是,3.410,7,J.,煤气,:,3.910,7,J/m,3,物理意义,:,1,立方米煤气,完全,燃烧时放出的热量是,3.910,7,J.,物理意义,:,1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J.煤气:3,练习：,1kg,汽油的热值小，,2kg,汽油的热值大？,1m,天然气完全燃烧的热值大，未完全燃烧的热值小？,1kg,干木柴完全燃烧放出的热量？,2kg,？,练习：1kg汽油的热值小，2kg汽油的热值大？,四、计算热量公式：,1,，公式：,Q,放,=mq,(,即质量乘以热值,),四、计算热量公式：1，公式：Q放=mq,2,，例题：,小明某次用火炉烧水时，共消耗了,1.5kg,的烟,煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的,热量（烟煤的热值,q=2.710,7,J/kg)?,解：,Q=mq=1.5kg2.710,7,J/kg,=4.0510,7,J,答：这些煤完全燃烧放出的热量为,4.0510,7,J,Q=mq,2，例题：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg,5kg40,的水烧开，需要完全燃烧的多少,kg,的干木柴？（燃料完全燃烧放热全部被水吸收）,5kg40的水烧开，需要完全燃烧的多少kg的干木柴？（燃料,五、燃料的利用率：,思考：,上例中小明烧水用了,1.5kg,的烟煤，这些煤,完全燃烧放出的热量为,4.0510,7,J,，实际放,出的热量是,4.0510,7,J,吗？为什么？水实际,吸收的热量呢？,水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。,五、燃料的利用率：思考：水实际吸收的热量，称为有效利用的热,五、燃料的利用率：,1,、炉子的效率：,=,Q,吸,Q,放,=,cmt,mq,1),定义：,2,）公式：,有效利用的热量（水吸收的热量）与,燃料完 全燃烧放出的热量之比。,五、燃料的利用率：1、炉子的效率：,五、燃料的利用率：,2,、提高燃料利用率，节约能源的措施：,1,）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大,送风量。,2,）加大受热面积，减少烟气带走的热量：,五、燃料的利用率：2、提高燃料利用率，节约能源的措施：1）,五、燃料的利用率：,3,、热机的效率：,1,）定义：,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。,2,）公式：,=,Q,放,W,有,五、燃料的利用率：3、热机的效率：1）定义：用,3,）在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？,做有用功的能量,废气带走的能量,汽缸散热及摩擦损失的能量,3）在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？做有用功的能量,损耗,1,：,_,损耗,2,：,损耗,3,：,_,燃料燃烧产生能量,在热机的各种能量的损失中,_,带走的能量最多,.,设法利用热机,_,的能量，是提高燃料利用率的重要措施。,做有用功,燃烧不完全,废气带走,机件发热散失,机件摩擦损失,废气,废气,损耗1：损耗2：损耗3：燃料燃烧产生能量在热机的各种能量的损,热机中的能量损耗：,废气带走的热量；,气缸部件吸热后的热量散失；,克服摩擦做功而消耗的能量；,燃料的不完全燃烧；,都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。,热机中的能量损耗：废气带走的热量；,蒸气机效率最低：,6%15%,；,汽油机效率：,20%30%,；,柴油机效率：,30%45%,。,蒸气机效率最低：6%15%；,五、燃料的利用率：,4,）、提高热机效率的途径和节能方法：（,l）,尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。,五、燃料的利用率：4）、提高热机效率的途径和节能方法：,例题：把,5kg40,的水烧开，需要完全燃烧多少,kg,的干木柴？（已知干木柴的热值为,1.210,7,J/kg,，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）,解,：,Q,吸,=cm,（,t-t,0,）,=4200J/(kg,0,C)5kg60,0,C,=1.26 10,6,J,；,Q,放,Q,吸,m,1,=Q,放,/q,=1.210,6,J/(,1.210,7,J/kg)=0.1kg,例题：把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？,小结：,1,、内燃机的四个冲程及功能。,2,、燃料的热值。,3,、热机的效率总小于,100%,。,你认为在火箭里使用热值高的燃料还是热值低的燃料？,小结：1、内燃机的四个冲程及功能。2、燃料的热值。3、热机,
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