九年级物理全册 14.1 热机课件2 （新版）新人教版

看一看想一想：看一看想一想： 如图所示，在试管如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会住，加热使水沸腾，会看到什么现象？看到什么现象？在这一过程中在这一过程中能量能量如何转化呢？如何转化呢？ 由实验得到了以下结论：由实验得到了以下结论：1、酒精燃烧的化学、酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸能转化为水和水蒸汽的内能；汽的内能；2 2、水蒸汽对活塞做、水蒸汽对活塞做功，又将内能转化功，又将内能转化成机械能，从而使成机械能，从而使活塞获得了动力。活塞获得了动力。热机热机：煤炭、汽油和柴油等燃料燃烧时，将储存的煤炭、汽油和柴油等燃料燃烧时，将储存的化化学能学能转化为蒸汽或燃气的转化为蒸汽或燃气的内能内能，各种将蒸汽或燃气的，各种将蒸汽或燃气的内能转化为内能转化为机械能机械能的发动机称为的发动机称为热机热机。内燃机内燃机是热机的一种是热机的一种, ,是燃料在汽缸内燃烧的是燃料在汽缸内燃烧的热机。内燃机分为热机。内燃机分为汽油机汽油机和和柴油机柴油机。热机的种类热机的种类 蒸汽机蒸汽机内燃机内燃机汽轮机汽轮机喷气发动机喷气发动机汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴主体是主体是气缸气缸，它的顶部有，它的顶部有进气门进气门和和排气门排气门，顶部有，顶部有火花塞火花塞，下，下部有部有活塞活塞，它通过，它通过连杆连杆与与 曲轴曲轴 相连，它的移动通过连杆带动相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。曲轴转动。汽油机的工作过程汽油机的工作过程 活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的一次单向运动过程，叫做一个冲程。动到另一端的一次单向运动过程，叫做一个冲程。 内燃机四冲程的判断方法：一看活塞的运动内燃机四冲程的判断方法：一看活塞的运动方向；二看气门关闭状态。方向；二看气门关闭状态。汽油机工作原理汽油机工作原理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 燃料在汽缸中燃烧时，将存储的燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能化学能转变为高温高压的转变为高温高压的燃气（蒸汽）的燃气（蒸汽）的内能内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功做功，由，由内内能能转变为转变为机械能机械能。吸气冲程吸气冲程汽油和空气 进气门进气门打开，打开，排气门排气门关闭。关闭。活塞活塞由由上端上端向向下端下端运动，运动，汽油汽油和和空气空气组成的组成的燃料混合物从燃料混合物从进气门进气门吸入吸入气缸气缸。当活塞运动到汽缸。当活塞运动到汽缸的的最下端最下端，进气门进气门关闭，关闭， 曲轴转动曲轴转动半半圈。圈。 压缩冲程压缩冲程 进气门进气门和和排气门排气门都都关关闭闭，活塞活塞向上向上运动，运动，压缩压缩汽缸内燃料混合物，温度汽缸内燃料混合物，温度升高。曲轴转动升高。曲轴转动半半圈。圈。做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动半圈。排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门进气门关闭关闭，排气门排气门打开打开，活塞活塞向向上上运动，把运动，把废气排出气缸。当废气排出气缸。当活塞活塞运运动到汽缸的动到汽缸的最上端最上端，排气排气门门关闭关闭， 曲轴曲轴转动转动半半圈。圈。汽油机一个工作循环包括汽油机一个工作循环包括4 4冲程，活塞往复冲程，活塞往复2 2次，次，曲轴转动曲轴转动2 2圈，做功圈，做功1 1次。有次。有2 2次能量转化。次能量转化。四冲程汽油机的四个冲程，只有四冲程汽油机的四个冲程，只有做功冲程做功冲程对外做对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在曲轴上的飞轮的曲轴上的飞轮的惯性惯性来保持运动。来保持运动。热机是把内能转化为机械能的机器，在热机是把内能转化为机械能的机器，在压缩冲程压缩冲程中曲轴连杆的机械能转化为气体的中曲轴连杆的机械能转化为气体的内能内能，在，在做功冲做功冲程程中内能转化为机械能。中内能转化为机械能。 汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作。转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作。 柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门进气门和和排气门排气门都都关闭关闭，活塞活塞向上向上运动，运动，活塞活塞把空气压缩在很小把空气压缩在很小的空间，空气的压强更大，温度更的空间，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。已超过柴油的着火点。做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从在压缩冲程末，从喷油嘴喷油嘴喷出喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向塞向下下运动，并通过连杆带动曲轴运动，并通过连杆带动曲轴转动。转动。排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。塞向上运动，把废气排出气缸。2.2.内燃机的启动内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始运转内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后由曲轴通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。3.3.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？汽油机和柴油机汽油机和柴油机 的异同点比较的异同点比较1 1、都是燃料在汽缸中燃烧。、都是燃料在汽缸中燃烧。2 2、都是将内能转化为机械能的机器。、都是将内能转化为机械能的机器。3 3、都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个、都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，活塞往复两次，对工作循环，曲轴和飞轮转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。外做功一次。4 4、都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有做功冲、都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。5 5、排气冲程排出废气相同。、排气冲程排出废气相同。相同点相同点不同点不同点1.1.构造构造：汽油机汽油机气缸顶部有气缸顶部有火花塞火花塞; ;柴油机柴油机气缸顶部有气缸顶部有喷油嘴喷油嘴。2.2.燃料燃料：汽油机汽油机是是汽油汽油; ;柴油机柴油机是是柴油柴油。3.3.吸气吸气：汽油机汽油机吸进汽油和空气的吸进汽油和空气的混合气体混合气体；柴油机柴油机只只吸进吸进空气空气。4.4.点火点火：汽油机汽油机属属点燃式点燃式点火，点火，柴油机柴油机属属压燃式压燃式点火。点火。常见的几种热机常见的几种热机1、汽轮发动机、汽轮发动机 包括蒸汽轮机和燃气轮机。它们通过高温高压的水蒸气或燃烧燃料产生的燃气推动一系列涡轮叶片旋转，从而带动发电机或其他大型机械工作。2、喷气发动机、喷气发动机 空气从喷气发动机的前部进入，并被涡轮机压缩。它的工作过程可归纳为：进气、压缩、燃烧、排气。喷气式飞机靠喷气发动机提供的动力飞行。3.火箭发动机火箭发动机 火箭发动机除带有燃料（如液态氢）之外，还带有助燃剂（如液态氧），因此它可以在地球大气层外工作。燃料和助燃剂混合产生的高温高压燃气向后喷出，产生巨大的推进力。