第第1節(jié)節(jié) 熱機熱機 第十四章 內(nèi)能的利用 學習目標學習目標 1.知道熱機的概念，初步了解熱機的工作原理，體會內(nèi)能的利用對人類發(fā)展的重要作用； 2.了解汽油機的構(gòu)造和工作過程； 3.了解柴油機的構(gòu)造和工作過程。 新課導入新課導入 熱蒸汽為我們提供了強大的推力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來。 蒸汽機帶來一場革命！第一次工業(yè)革命！ 新課導入新課導入 瓦特與蒸汽機 世界上第一臺蒸汽機是由古希臘數(shù)學家希羅于 1 世紀發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球，但它只不過是一個玩具而已。 瓦特在前人的啟迪下，對蒸汽機作出一系列重大改進，在工業(yè)上得到廣泛應用。他開辟了人類利用能源新時代，標志著工業(yè)革命的開始。 其實，瓦特觀察水壺中的水燒開，推動壺蓋，從而發(fā)明了蒸汽機的故事，是一個善意的杜撰。 新課講解新課講解 1熱機 利用內(nèi)能做功的機械（熱機的工作原理熱機的工作原理） 討論這個實驗中能量轉(zhuǎn)化的情況。 一、熱機一、熱機 演 示 燃料燃燒時化學能轉(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)化為塞子的動能（機械能）。 利用內(nèi)能做功的機器有很多，例如蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。 蒸汽機車 蒸汽機車 噴氣發(fā)動機 火箭發(fā)動機 火電站的汽輪機 2熱機的種類 新課講解新課講解 3內(nèi)燃機 （1）定義 燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃機 最早的汽車（最早的汽車（1886年）年） 汽車中的巨無霸汽車中的巨無霸 （額定核載（額定核載360噸）噸） 最快的汽車（最快的汽車（1 600 km/h） 內(nèi)燃機內(nèi)燃機電氣時代電氣時代 第二次工業(yè)革命第二次工業(yè)革命 新課講解新課講解 3內(nèi)燃機 內(nèi)燃機分為汽油機和柴油機兩大類 使用汽油作為燃料的叫汽油機。 使用柴油作為燃料的叫柴油機。 （2）內(nèi)燃機的分類 新課講解新課講解 二、汽油機二、汽油機 1構(gòu)造 火花塞 汽缸 進氣門 活塞 連桿 排氣門 曲軸 新課講解新課講解 2工作過程 觀看動畫 活塞在汽缸內(nèi)從一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。 新課講解新課講解 2工作過程 進氣門打開，排氣門關閉，活塞由上端向下運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。 吸氣沖程 新課講解新課講解 進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。 壓縮沖程 2工作過程 新課講解新課講解 做功沖程 2工作過程 在壓縮沖程未尾，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。高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 新課講解新課講解 2工作過程 排氣沖程 進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。 新課講解新課講解 （1）在四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其它三個沖程稱為輔助沖程，要靠飛輪的慣性來完成，所以汽油機在開始工作時要靠外力帶動。 （2）把四個沖程稱為一個工作循環(huán)。 （3）一個工作循環(huán)活塞往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩轉(zhuǎn)，對外做一次功，飛輪轉(zhuǎn)動兩圈。 （4）壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 新課講解新課講解 柴油機結(jié)構(gòu)和汽油機相似，它們的主要區(qū)別是：柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油。柴油機的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。吸入物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結(jié)束時，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來。 噴油嘴 三、柴油機三、柴油機 新課講解新課講解 相同點相同點 不同點不同點 1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。 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 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。 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 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。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 一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。 4 點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。 汽油機和柴油機的異同 新課講解新課講解 柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。 1.汽油機轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，造價低廉，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。 柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機相比熱效率高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動機轎車的推廣使用具有重大意義。 汽油機和柴油機的優(yōu)缺點 新課講解新課講解 課堂練習課堂練習 1.某汽油機飛輪轉(zhuǎn)速為3000 r/min，那么，每秒鐘內(nèi)完成 個沖程，活塞往復 次，燃氣推動活塞做功的次數(shù)為 次。 一個工作循環(huán)由四個沖程組成，曲軸旋轉(zhuǎn)兩周，活塞往復兩次，對外做功一次 100 50 25 3000 r/min=50 r/s 2.如右圖甲、乙是內(nèi)燃機工作過程中的兩個沖程的簡圖，從圖中可判定 （ ） A、甲為吸氣，乙為壓縮 B、甲為排氣，乙為做功 C、甲為吸氣，乙為做功 D、甲為吸氣，乙為排氣 C 甲 乙 課堂練習課堂練習 課堂小結(jié)課堂小結(jié) 熱機的原理 汽油機的工作過程 汽油機和柴油機的異同 再再 見見