熱機(jī)flash動(dòng)畫(huà)

1、第一節(jié)熱機(jī)第十四章內(nèi)能的利用教學(xué)目標(biāo)教學(xué)目標(biāo)1.能說(shuō)出熱機(jī)的概念和工作原理能說(shuō)出熱機(jī)的概念和工作原理2.2.敘述四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)敘述四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程及能量轉(zhuǎn)化程及能量轉(zhuǎn)化3.3.知道四沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)知道四沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)工作過(guò)程的異同和各自特點(diǎn)工作過(guò)程的異同和各自特點(diǎn)知識(shí)準(zhǔn)備知識(shí)準(zhǔn)備1.什么是內(nèi)能？什么是內(nèi)能？2.改變內(nèi)能的兩種改變內(nèi)能的兩種方法及實(shí)質(zhì)？方法及實(shí)質(zhì)？問(wèn)題：水沸騰問(wèn)題：水沸騰后會(huì)怎樣？后會(huì)怎樣？推動(dòng)塞子的能量來(lái)推動(dòng)塞子的能量來(lái)自哪里？自哪里？演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn):1.現(xiàn)象現(xiàn)象:加熱水，水沸加熱水，水沸騰后，塞子會(huì)沖出來(lái)，騰后，塞子會(huì)沖出來(lái)，試管口有試管口有“白霧白霧”

2、出出現(xiàn)現(xiàn).2.原因：原因：水沸騰后，水蒸汽膨脹水沸騰后，水蒸汽膨脹塞子做功塞子做功,內(nèi)能減少內(nèi)能減少,溫溫度下降度下降,水蒸汽液化成白水蒸汽液化成白霧霧.3.3.能量轉(zhuǎn)化過(guò)程能量轉(zhuǎn)化過(guò)程酒精燃燒：酒精燃燒：化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為水蒸氣的水蒸氣的內(nèi)能內(nèi)能; ;水蒸氣對(duì)外做功水蒸氣對(duì)外做功:內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為塞子的塞子的機(jī)械能機(jī)械能熱機(jī)一、內(nèi)能的獲得：一、內(nèi)能的獲得： 二、內(nèi)能的利用：二、內(nèi)能的利用： 1 1、直接加熱物體、直接加熱物體2 2、利用內(nèi)能做功、利用內(nèi)能做功二、內(nèi)能的利用：二、內(nèi)能的利用： 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能3 3、熱機(jī)、熱機(jī)定義：定義：將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的將內(nèi)能轉(zhuǎn)化

3、為機(jī)械能的機(jī)器機(jī)器熱機(jī)熱機(jī)的原理的原理: :燃料燃燒時(shí)將燃料燃燒時(shí)將化學(xué)能化學(xué)能轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為化為內(nèi)能內(nèi)能，然后通過(guò)做，然后通過(guò)做功將功將內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為機(jī)械能機(jī)械能熱機(jī)的種類熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)熱機(jī)的種類熱機(jī)的種類蒸氣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、蒸氣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭等噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭等蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)火車汽輪機(jī)汽輪機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)飛機(jī)上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)飛機(jī)上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭上的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力 的的熱機(jī)。熱機(jī)。1.內(nèi)燃機(jī)定義內(nèi)燃機(jī)定義：2.2.內(nèi)燃機(jī)種內(nèi)燃機(jī)種類類汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)火花塞

4、火花塞氣缸氣缸進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣門(mén)活塞活塞連桿連桿排氣門(mén)排氣門(mén)曲軸曲軸飛輪飛輪(1)(1)汽油機(jī)的構(gòu)造汽油機(jī)的構(gòu)造火花塞火花塞氣缸氣缸進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣門(mén)活塞活塞連桿連桿排氣門(mén)排氣門(mén)曲軸曲軸飛輪飛輪吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)燃機(jī)的沖程沖程和和工作循工作循環(huán)環(huán)汽油機(jī)工作時(shí)，汽油機(jī)工作時(shí)，活塞在汽缸里活塞在汽缸里做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞從活塞從汽缸的汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程一端的過(guò)程叫叫做做沖程沖程。進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣門(mén)打打開(kāi)，開(kāi)，排氣排氣門(mén)門(mén)關(guān)閉，關(guān)閉，活塞由上活塞由上端向端向下運(yùn)下運(yùn)動(dòng)動(dòng)，汽油汽油和空氣混和空氣混合物合物從進(jìn)從進(jìn)氣門(mén)吸入氣門(mén)吸入氣缸。氣缸。1 吸氣沖程吸氣沖程進(jìn)氣門(mén)

5、和排進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)活塞向上運(yùn)動(dòng)動(dòng)，燃料混，燃料混合物被壓縮，合物被壓縮，(氣缸內(nèi)）氣缸內(nèi)）壓強(qiáng)增大，壓強(qiáng)增大，溫度升高。溫度升高。2 壓縮沖程壓縮沖程在壓縮沖程未尾，在壓縮沖程未尾，火花塞產(chǎn)生電火火花塞產(chǎn)生電火花花，使燃料猛烈，使燃料猛烈燃燒，燃燒，產(chǎn)生高溫產(chǎn)生高溫高壓的氣體高壓的氣體。高。高溫高壓氣體溫高壓氣體推動(dòng)推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。3 做功沖程做功沖程進(jìn)氣門(mén)關(guān)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣閉，排氣門(mén)打開(kāi)門(mén)打開(kāi)，活塞向上活塞向上運(yùn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，把，把廢氣排出廢氣排出氣缸。氣缸。4 排氣沖程排氣沖程1. 1.吸氣沖程吸氣沖程汽

6、油和汽油和空氣空氣壓縮沖程壓縮沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)化為機(jī)械能。械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣1、在四個(gè)沖程中，、在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？量的轉(zhuǎn)化？2、哪個(gè)沖程使汽車、哪個(gè)沖程使汽車獲得了動(dòng)力？獲得了動(dòng)力？3、哪個(gè)沖程排出了、哪個(gè)沖程排出了汽車的尾氣？汽車的尾氣？機(jī)械能轉(zhuǎn)化機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能為機(jī)械能獲 得獲 得動(dòng) 力動(dòng) 力排出尾氣排出尾氣 4. 4. 一個(gè)工作循環(huán)由四一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成，個(gè)沖程組成，曲軸（或曲軸（或飛輪）飛輪）

7、轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞活塞往復(fù)兩次往復(fù)兩次，對(duì)外做功一對(duì)外做功一次次4.4.除了做功除了做功沖程，其他沖程，其他三個(gè)沖程都三個(gè)沖程都是靠飛輪的是靠飛輪的慣性來(lái)工作慣性來(lái)工作的的2 2、柴油機(jī)的構(gòu)造、柴油機(jī)的構(gòu)造噴油嘴噴油嘴進(jìn)氣門(mén)進(jìn)氣門(mén)活塞活塞連桿連桿排氣門(mén)排氣門(mén)氣缸氣缸曲軸曲軸火花塞火花塞柴油機(jī)工作原理柴油機(jī)工作原理吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程空氣空氣 進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉?；钆艢忾T(mén)關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露巳缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，將空氣吸運(yùn)動(dòng)，將空氣吸進(jìn)氣缸。進(jìn)氣缸。壓縮沖程壓縮沖程 進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活

8、塞向上運(yùn)動(dòng)，活閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，活塞把空氣壓縮得很小，塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高。在壓縮沖程末，更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過(guò)柴缸內(nèi)空氣溫度已超過(guò)柴油的著火點(diǎn)。油的著火點(diǎn)。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末，從噴油在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓苿?dòng)活高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進(jìn)氣門(mén)關(guān)進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，向上運(yùn)動(dòng)，把

9、廢氣排出把廢氣排出氣缸。氣缸。想想議議：想想議議： 汽油機(jī)和柴油機(jī)的工汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過(guò)程有什么相同點(diǎn)，作過(guò)程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？有什么不同點(diǎn)？1基本構(gòu)造和主要部件的作基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。用相似。2 每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。、做功沖程、排氣沖程。相同相同點(diǎn)點(diǎn)3 四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。性完成。4 一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，

10、做功一次。相同相同點(diǎn)點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)1構(gòu)造不同：汽油機(jī)氣缸頂有構(gòu)造不同：汽油機(jī)氣缸頂有火花塞，而柴油機(jī)氣缸頂部有火花塞，而柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴。噴油嘴。2 燃料不同：汽油機(jī)的燃料是燃料不同：汽油機(jī)的燃料是汽油，而柴油機(jī)的燃料是柴油汽油，而柴油機(jī)的燃料是柴油。3 吸氣不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽吸氣不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣的混合氣體，柴油機(jī)油和空氣的混合氣體，柴油機(jī)只吸進(jìn)空氣。只吸進(jìn)空氣。4 點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火。式點(diǎn)火，柴油機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火。一個(gè)工作循環(huán)：一個(gè)工作循環(huán)：活塞：往復(fù)兩次?；钊和鶑?fù)兩次。曲軸：轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。曲軸：轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。完成：四個(gè)沖程。完成：

11、四個(gè)沖程。對(duì)外做功：一次。對(duì)外做功：一次。其它沖程：靠飛輪慣性來(lái)完成。其它沖程：靠飛輪慣性來(lái)完成。小結(jié)小結(jié)：練習(xí)練習(xí)一臺(tái)汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為一臺(tái)汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為3000R/分，則在分，則在1秒內(nèi)完成秒內(nèi)完成 個(gè)循環(huán)，對(duì)外做功個(gè)循環(huán)，對(duì)外做功 次。次。 1、熱機(jī)是利用、熱機(jī)是利用_ 燃燒獲得的燃燒獲得的_ 能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_(kāi) 能的機(jī)械。能的機(jī)械。 2、常見(jiàn)汽油機(jī)工作時(shí)，一個(gè)工作循環(huán)有、常見(jiàn)汽油機(jī)工作時(shí)，一個(gè)工作循環(huán)有_個(gè)沖程，包括；個(gè)沖程，包括；_、_、_、_。在一個(gè)。在一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)_次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)_ 周，燃?xì)庾龉χ?，燃?xì)庾龉次。次。 3、汽油機(jī)在壓縮沖程

12、中，、汽油機(jī)在壓縮沖程中，_能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為_(kāi) 能，在做功沖程中，能，在做功沖程中，_能轉(zhuǎn)能轉(zhuǎn)化為化為_(kāi) 能。能。 4、汽油機(jī)和柴油機(jī)在構(gòu)造上的主要不同是汽油機(jī)、汽油機(jī)和柴油機(jī)在構(gòu)造上的主要不同是汽油機(jī)的汽缸頂部是的汽缸頂部是_ ，柴油機(jī)的汽缸頂部是，柴油機(jī)的汽缸頂部是_ 。1.四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程由四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程由( ).( ).( ).( )四四個(gè)沖程組成的個(gè)沖程組成的.2.四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī),由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( )沖程沖程,做功沖程是做功沖程是( )能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為( )能能. 3.汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油機(jī)吸入汽缸的是( ),點(diǎn)火方式是點(diǎn)火方式

13、是( ).柴油機(jī)柴油機(jī)吸入汽缸的是吸入汽缸的是( ),點(diǎn)火方式是點(diǎn)火方式是( ). 思考思考: :1.四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程由四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程由( ).( ).( ).( )四四個(gè)沖程組成的個(gè)沖程組成的.2.四沖程汽油機(jī)四沖程汽油機(jī),由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( )沖程沖程,做功沖程是做功沖程是( )能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為( )能能. 3.汽油機(jī)吸入汽缸的是汽油機(jī)吸入汽缸的是( ),點(diǎn)火方式是點(diǎn)火方式是( ).柴油機(jī)柴油機(jī)吸入汽缸的是吸入汽缸的是( ),點(diǎn)火方式是點(diǎn)火方式是( ). 4.某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是某四沖程汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min,則它每則它每秒鐘對(duì)

14、外做功秒鐘對(duì)外做功( )次次.5.四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛機(jī)的四沖程汽油機(jī)的三個(gè)輔助沖程靠飛機(jī)的( )來(lái)完成來(lái)完成. 思考思考: :三、燃料的熱值：三、燃料的熱值： 2 2、燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出、燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出的熱量不同。的熱量不同。 1、燃料的種類很多，可分為固體燃料、燃料的種類很多，可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。液體燃料和氣體燃料。三、燃料的熱值：三、燃料的熱值： 3 3、燃料的熱值：、燃料的熱值：1kg1kg某種燃料完全燃某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。 4、熱值的單位：、熱值的單位：J/kg5、熱值的符

15、號(hào)：、熱值的符號(hào)：q三、燃料的熱值：三、燃料的熱值： (7.18.8) 10 /(Jm )10 /(Jm )天然氣天然氣3.010 /(Jkg )10 /(Jkg )酒精酒精約約3.910 /(Jkg )10 /(Jkg )煤氣煤氣3.410 /(Jkg )10 /(Jkg )木炭木炭1.410 /(Jkg )10 /(Jkg )氫氫3.010 /(Jkg )10 /(Jkg )焦炭焦炭4.610 /(Jkg )10 /(Jkg )汽油汽油約約3.410 10 /(Jkg )/(Jkg )無(wú)煙煤無(wú)煙煤4.610 /(Jkg )10 /(Jkg )煤油煤油約約2.910 10 /(Jkg )/(

16、Jkg )煙煤煙煤3.310 /(Jkg )10 /(Jkg )柴油柴油約約1.210 10 /(Jkg )/(Jkg )干木柴干木柴777777777877-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-3-3三、燃料的熱值：三、燃料的熱值：6、燃料燃燒放熱計(jì)算：、燃料燃燒放熱計(jì)算： 小明某次用火爐燒水時(shí)，共消耗了小明某次用火爐燒水時(shí)，共消耗了1.5kg的煙的煙 煤，試計(jì)算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的煤，試計(jì)算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的 熱量（煙煤的熱值熱量（煙煤的熱值q=2.7107J/kg)?解：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107J答：這些煤完全燃燒放出的熱量為答

17、：這些煤完全燃燒放出的熱量為4.05107JQ=mq用家用燃?xì)鉄崴鳠丛瑁偃缬眉矣萌細(xì)鉄崴鳠丛?，假如洗一次澡要用掉天然氣洗一次澡要用掉天然?.14米米3.問(wèn)問(wèn):完全燃燒這么多的天然氣能放出完全燃燒這么多的天然氣能放出多少焦的熱量？多少焦的熱量？(q=8107焦耳焦耳/米米3)四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 思考：思考： 上例中小明燒水用了上例中小明燒水用了1.5kg的煙煤，這些煤的煙煤，這些煤 完全燃燒放出的熱量為完全燃燒放出的熱量為4.05107J，實(shí)際放，實(shí)際放 出的熱量是出的熱量是4.05107J嗎？為什么？水實(shí)際嗎？為什么？水實(shí)際 吸收的熱量呢？吸收的熱量呢？水實(shí)際

18、吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。水實(shí)際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 1、爐子的效率：、爐子的效率： 有效利用的熱量（水吸收的熱量）與燃料完有效利用的熱量（水吸收的熱量）與燃料完 全燃燒放出的熱量之比。全燃燒放出的熱量之比。公式：公式：=Q吸吸Q放放=cmtmq四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 2、提高燃料利用率，節(jié)約能源、提高燃料利用率，節(jié)約能源1）使煤充分燃燒：將煤磨成煤粒，加大）使煤充分燃燒：將煤磨成煤粒，加大 送風(fēng)量。送風(fēng)量。2）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量：）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量：四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 3 3、熱機(jī)的效率：、熱機(jī)的效率：用來(lái)做有用功的那部分能用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫熱機(jī)的量和燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫熱機(jī)的效率。效率。 燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后的熱量燃料的不完全燃燒、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散失、廢氣帶走的