第1節(jié)　熱機原理　熱機效率 (2)

1、第1節(jié) 熱機原理 熱機效率（人教2003課標版 高中物理選修2-2 第4章熱機）西安市鄠邑區(qū)第八中學主講人：李軍昊導入新課 今天形形色色的熱機已經(jīng)與現(xiàn)代生活和生產(chǎn)密不可分。從車輛中的內(nèi)燃機、火電站的汽輪機，到飛機，到火箭飛機中的噴氣發(fā)動機，熱機時時刻刻在為我們提供著動力。引言 熱機的發(fā)明和發(fā)展是科學與技術(shù)相結(jié)合的早期范例，熱機的廣泛應用既是人類物質(zhì)文明和社會進步的重要標志，同時也給人類社會帶來了能源、環(huán)境等新的問題。汽車發(fā)動機內(nèi)燃機一、熱機原理 熱機效率1.熱機 熱機是熱力發(fā)電機的總稱，能夠持續(xù)不斷的把燃料燃燒是釋放的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置，都叫做熱機。熱機是現(xiàn)在交通和發(fā)電站的基本動力源，是目

2、前做廣泛的動力機器。 2.熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)電機、火箭。 3.熱機的源頭蒸汽機 蒸汽機是18世紀，英國科學及瓦特在前人工作的基礎上制成了實用的蒸汽機。早期的蒸汽機汽輪機火箭 熱機的種類很多，有蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機等。盡管熱機的種類很多，但是它們的物理學原理是相同的，基本結(jié)構(gòu)都是由發(fā)熱器、工作部分和冷凝器三個部分構(gòu)成的。 4.內(nèi)燃機種類及其工作原理 （1）汽油機火花塞氣缸進氣門活塞連桿排氣門曲軸四沖程內(nèi)燃機的工作循環(huán)：吸氣壓縮做功排氣 5.熱機效率 （1）定義： 用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒所釋放的能量之比。 （2）公式： 功與熱量間的關(guān)系：W=Q1-Q2 熱

3、機的熱效率：=WQ1 理想熱機的效率為：理=1-T2 T1 上式 中的T1為發(fā)熱器的絕對溫度，T2為冷凝器的絕對溫度。 實際內(nèi)燃機的效率只有20%45%；蒸汽機的效率大約在10%15%,燃料產(chǎn)生的大部分熱量都由廢氣排出機外。 6.提高熱機效率的主要途徑 （1）改進燃燒方式，增大供氧量，使燃料充分燃燒； （2）提高工質(zhì)（蒸汽或燃氣，簡稱工質(zhì)）的溫度，盡量減少各種熱損失； （3）改進傳動裝置（如凸輪和氣門動作不夠協(xié)調(diào)），在熱機設計和制造上，采用先進的技術(shù)； （4）使用優(yōu)質(zhì)潤滑油，保證良好的潤滑，減少因機件間的摩擦而額外消耗功等。二、熱機 能源 環(huán)境 熱機的發(fā)展極大地解放了生產(chǎn)力。熱機的廣泛使用是社

4、會工業(yè)化程度的標志，但是也導致了世界能源結(jié)構(gòu)的巨大變化。2002年中國主要能源消費結(jié)構(gòu)中國與世界能源消費結(jié)構(gòu)（2002） 2002年我國主要的能源消費結(jié)構(gòu)圖顯示：煤炭占66.1%，比例偏大，是環(huán)境污染的主要根源；我國剩余可采儲量僅占世界剩余可采儲量的1.8%，石油供應面臨重大挑戰(zhàn)，我國能源平均利用率為32%，比發(fā)達國家低將近10個百分點，主要是產(chǎn)品單位耗能比世界平均比高30%。 環(huán)境與生態(tài)保護 （1）內(nèi)能對環(huán)境的影響 廢氣污染（CO、SO2、氮氧化物在空氣中融入水滴，形成酸雨降落到地面。酸雨會危害生物，侵蝕地表和建筑物。）煤中含有雜質(zhì)硫，在燃燒時排放出酸性氣體二氧化硫?？諝馕廴疚镏屑s71%來自

5、交通，一氧化碳是汽車尾氣中的主要污染物。大都市交通高峰期，空氣中彌漫過高濃度的一氧化碳對人體危害很大。大量廢氣會加劇溫室效應，使全球氣溫逐年升高，從而導致氣候異常和海平面上升等氣象、地質(zhì)災害。 噪聲污染。酸雨 （2）保護環(huán)境，減小污染措施。 改進燃燒設備，采取集中供熱，加裝消煙除塵裝置。 提高內(nèi)能的綜合利用率。 把直接燒煤、燃油改為燒其工業(yè)副產(chǎn)品；把內(nèi)能的一次利用變?yōu)槎啻卫茫ㄈ缬糜酂峁┡龋?充分開發(fā)、利用污染小或無污染的能源（如太陽能等）。課堂小結(jié) 1.熱機是熱力發(fā)電機的總稱，能夠持續(xù)不斷的把燃料燃燒是釋放的能量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置，都叫做熱機。 2.內(nèi)燃機的工作過程： 吸氣壓縮做功排氣

6、3.熱機的效率：用來做有用功那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。 4.提高熱機效率的途徑： 使燃料充分燃燒； 提高熱機效率途徑，減少熱損失； 保持良好的潤滑。隨堂練習 汽油機和柴油機的工作過程有相同點和不同點？ 【解析】（一）相同點： 1.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：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。 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。 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。 （二）不同點： 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.燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。 3.吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。 4.點火不同：汽油