九年級物理《熱機》PPT課件

1、熱機問題：水沸騰后會怎樣？問題：水沸騰后會怎樣？推動塞子的能量來自哪里？推動塞子的能量來自哪里？演示實驗演示實驗:現(xiàn)象現(xiàn)象:軟木塞沖出軟木塞沖出;管口有管口有“白氣白氣”產(chǎn)生產(chǎn)生.說明說明:水蒸汽對木塞做功水蒸汽對木塞做功,內(nèi)能減少內(nèi)能減少,它的溫度它的溫度下降下降,水蒸汽液化成小水珠水蒸汽液化成小水珠.工作時：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能工作時：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能應(yīng)用：熱機應(yīng)用：熱機種類種類汽油機汽油機柴油機柴油機1.1.熱機的種類蒸氣機蒸氣機內(nèi)燃機內(nèi)燃機汽輪機汽輪機噴氣發(fā)動機噴氣發(fā)動機火箭等火箭等內(nèi)燃機內(nèi)燃機：熱機熱機：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置械能的裝置。

2、燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力生動力 的熱機的熱機。常見的內(nèi)燃機常見的內(nèi)燃機： 汽油機汽油機 柴油機柴油機2.2.內(nèi)燃機的構(gòu)造內(nèi)燃機的構(gòu)造(1)(1)汽油機汽油機(2)(2)柴油機柴油機構(gòu)造構(gòu)造工作原理工作原理汽油機完整工作過程汽油機完整工作過程構(gòu)造構(gòu)造工作原理工作原理(1)(1)汽油機的構(gòu)造汽油機的構(gòu)造火花塞火花塞氣缸氣缸進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸吸氣吸氣壓縮壓縮做功做功排氣排氣內(nèi)燃機的內(nèi)燃機的沖程沖程和和工作循環(huán)工作循環(huán)(2)(2)汽油機工作原理汽油機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

3、程汽油和空氣汽油和空氣 進氣門打開，排進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮蠚忾T關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，端向下端運動，汽油汽油和空氣組成的燃料混和空氣組成的燃料混合物合物從進氣門吸入氣從進氣門吸入氣缸。缸。壓縮沖程壓縮沖程 進氣門和排氣門都關(guān)進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。，溫度升高。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末尾，在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓苿踊顪馗邏旱娜細(xì)?，推動活塞向下運動，并通過連塞向

4、下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣 進氣門關(guān)閉，排進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣運動，把廢氣排出氣缸。缸。(3)(3)柴油機的構(gòu)造柴油機的構(gòu)造噴油嘴噴油嘴進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門氣缸氣缸曲軸曲軸(4)(4)柴油機工作原理柴油機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 進氣門打開，排進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮蠚忾T關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，將空端向下端運動，將空氣吸進氣缸。氣吸進氣缸。壓縮沖程壓縮沖程

5、進氣門和排氣門都關(guān)閉，活進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，活塞把空氣壓縮得塞向上運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更很小，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點。度已超過柴油的著火點。 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末，從噴油嘴噴在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞向下運動，并通過連桿推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。排

6、氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣 進氣門關(guān)閉，排氣進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。，把廢氣排出氣缸。 一個工作循環(huán)：一個工作循環(huán)： 活塞：往復(fù)兩次?；钊和鶑?fù)兩次。 曲軸：轉(zhuǎn)動兩周。曲軸：轉(zhuǎn)動兩周。 完成：四個沖程。完成：四個沖程。 對外做功：一次。對外做功：一次。 輔助沖程：靠飛輪慣性來完成。輔助沖程：靠飛輪慣性來完成。練習(xí)練習(xí) 一臺汽油機飛輪轉(zhuǎn)速為一臺汽油機飛輪轉(zhuǎn)速為3000R/分，分，則在則在1秒內(nèi)完成秒內(nèi)完成 個循環(huán)，對外個循環(huán)，對外做功做功 次，完成次，完成 個輔助沖程。個輔助沖程。3.3.內(nèi)燃機的應(yīng)用內(nèi)燃機的應(yīng)用 汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機

7、和小汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面。型農(nóng)業(yè)機械上面。(1)(1)汽油機的應(yīng)用汽油機的應(yīng)用(2)(2)柴油機的應(yīng)用柴油機的應(yīng)用 柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。要用在載重汽車、拖拉機、坦克上面。想想議議：想想議議： 汽油機和柴油機的工作過程有什汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？么相同點，有什么不同點？1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖每個工件循環(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。程、壓縮沖程、做功沖程、

8、排氣沖程。3 四個沖程中，只有做功沖程對外做功，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。其余三個沖程靠飛輪慣性完成。4 一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。相同相同點點不同點不同點1構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而構(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。柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2 燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。油機的燃料是柴油。3 吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。合

9、氣體，柴油機只吸進空氣。4 點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。機屬壓燃式點火。5 5、熱機的效率熱機的效率熱機的效率熱機的效率：熱機所做的做有用功那熱機所做的做有用功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機的效率。的效率。燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量損失的做功而消耗的能量，都是引起能量損失的原因。因此，提高熱機效率，可提高燃料原因。因此，提高熱機效率，可提高燃料的利用率。的利

10、用率。 汽油機的效率：汽油機的效率：2030%柴油機的效率：柴油機的效率：3045%你認(rèn)為它們的效率比你想象的高？還是低？你猜想：汽油機、柴油機的效率你猜想：汽油機、柴油機的效率大約是多少？猜猜看！大約是多少？猜猜看！提高熱機效率的途徑和方法：提高熱機效率的途徑和方法：（l l）盡可能減少各種熱損失，保證盡可能減少各種熱損失，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量；量；(2)(2)充分利用廢氣的能量，提高燃料充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電種既供電又供

11、熱的熱電站，比起一般火電站來，燃料的利用率大大提高。站來，燃料的利用率大大提高。 6.熱機對環(huán)境的影響熱機對環(huán)境的影響 1.熱機對大氣的影響。熱機對大氣的影響。 （1）產(chǎn)生有毒氣體。）產(chǎn)生有毒氣體。 （2）產(chǎn)生大量二氧化碳，造成溫室效）產(chǎn)生大量二氧化碳，造成溫室效應(yīng)。應(yīng)。 （3) 產(chǎn)生粉塵。產(chǎn)生粉塵。 2.熱機產(chǎn)生噪音。熱機產(chǎn)生噪音。1.四沖程汽油機的工作過程由四沖程汽油機的工作過程由( ).( ).( ).( )四個沖程組成的四個沖程組成的.2.四沖程汽油機四沖程汽油機,由機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是由機械能轉(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

12、油機吸入汽缸的是汽油機吸入汽缸的是( ),點火方式是點火方式是( ).柴油機吸入汽缸的是柴油機吸入汽缸的是( ),點火方式是點火方式是( ). 4.某四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是某四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速是3600R/min,則它每秒鐘對外做功則它每秒鐘對外做功( )次次. 課堂練習(xí)課堂練習(xí): : 5、壓縮沖程混合氣體內(nèi)能增大的原因是什么？、壓縮沖程混合氣體內(nèi)能增大的原因是什么？ 6、做功沖程中，氣體的內(nèi)能如何轉(zhuǎn)化？為什么被稱為做功沖程？、做功沖程中，氣體的內(nèi)能如何轉(zhuǎn)化？為什么被稱為做功沖程？ 7、在吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程活塞為什么會運動？、在吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程活塞為什么會運動？ 8

13、、排氣后，下一個工作過程是什么沖程？、排氣后，下一個工作過程是什么沖程？ 9、當(dāng)燃油還沒有燃燒做功的時候，活塞是怎樣動起來的？、當(dāng)燃油還沒有燃燒做功的時候，活塞是怎樣動起來的？ 答：混合氣體爆發(fā)性燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；燃燒產(chǎn)生的高答：混合氣體爆發(fā)性燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體迅速膨脹，推動活塞運動，內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能溫高壓氣體迅速膨脹，推動活塞運動，內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。答：活塞壓縮混合氣體做功，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠚怏w的內(nèi)能答：活塞壓縮混合氣體做功，機械能轉(zhuǎn)變?yōu)榛旌蠚怏w的內(nèi)能。 答：在做功沖程，飛輪獲得足夠的動能而高速轉(zhuǎn)動，在吸氣、答：在做功沖程，飛輪獲得足夠的動能而高速轉(zhuǎn)動，在吸

14、氣、壓縮、排氣三個沖程中，活塞的運動都是靠飛輪的慣性來完成的。壓縮、排氣三個沖程中，活塞的運動都是靠飛輪的慣性來完成的。答：吸氣沖程答：吸氣沖程 答：通常是先接通了啟動機答：通常是先接通了啟動機(電動機電動機)，用啟動機帶動活塞動起，用啟動機帶動活塞動起來。也可用手柄，來。也可用手柄，人工搖動手柄帶動活塞起動。手柄帶動活塞起動。課堂練習(xí):二、燃料及其熱值二、燃料及其熱值 燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒燃料的燃燒是一種化學(xué)反應(yīng)，燃燒過程中，儲存在燃料中的化學(xué)能被釋過程中，儲存在燃料中的化學(xué)能被釋放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃放，轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的。料燃燒放出的

15、熱量是不同的。熱值熱值：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃：指單位質(zhì)量的某種物質(zhì)完全燃 燒所放出的熱量。其符號是燒所放出的熱量。其符號是q。熱值單位：熱值單位：J/kg, (J/m3)熱值單位：熱值單位：J/kg, (J/m3)P139一些燃料的熱值一些燃料的熱值。木炭木炭: 3.4107J/kg物理意義物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出千克木炭完全燃燒時放出的熱量是的熱量是3.4107J煤氣煤氣: 3.9107J/m3物理意義物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是出的熱量是3.9107J計算熱量公式：計算熱量公式：Q放放=mq (即質(zhì)量乘以熱值即質(zhì)量乘以熱值)例題：把例題：把5kg40的水燒開，需要完全燃燒的水燒開，需要完全燃燒多少多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值為的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.2107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的