資源簡介

(共33張PPT)
熱 機
第十章 機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化
第四節(jié) 熱 機
汽車奔馳
列車飛駛
飛機凌空飛去
艦船劈波斬浪
你知道它們?yōu)槭裁茨艽笳股裢幔?br/>觀察與思考
學(xué)習(xí)目標(biāo)
了解汽油機和柴油機都是內(nèi)燃機，知道兩者在構(gòu)造和工作過程中的異同點。
02
知道熱機的概念，了解熱機的種類與工作原理。
01
03
了解火箭的構(gòu)造和工作原理。
熱機
討論這個實驗中能量轉(zhuǎn)化的情況。
酒精燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳遞給水，使水的內(nèi)能增大，溫度升高，產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣把塞子沖出去，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能。
熱機的種類
定義：
將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機。
種類：
蒸汽機車
噴氣發(fā)動機
火
箭
發(fā)
動
機
熱機的發(fā)明和使用，對人類社會的發(fā)展起到了重要作用。
汽油機的構(gòu)造
汽油機工作時，活塞在汽缸內(nèi)做一次單向運動，叫作一個沖程。
汽油機的工作過程
吸氣
壓縮
做功
排氣
汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程：
吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。
進氣門 ；
排氣門 。
吸入氣體: 。
活塞運動方向： 。
吸氣沖程
汽油和空氣的燃料混合物
打開
關(guān)閉
向下
閥門：
活塞運動方向： 。
進氣門 ；
排氣門 。
壓縮沖程
燃料混合物：壓強 ，溫度 。
關(guān)閉
關(guān)閉
增大
向上
升高
能量轉(zhuǎn)化：
能
能
機械
內(nèi)
閥門：
活塞運動方向： 。
能
能
在壓縮沖程末尾，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，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。
向下
機械
內(nèi)
做功沖程
能量轉(zhuǎn)化：
活塞運動方向： 。
排氣沖程
進氣門 ；
排氣門 。
關(guān)閉
打開
閥門：
向上
活塞往復(fù)運動 次；
對外做功 次；
曲軸轉(zhuǎn)動 圈；
經(jīng)過 個沖程。
四沖程內(nèi)燃機一個工作循環(huán)：
2
1
2
4
除了做功沖程以外，其他三個沖程都是依靠飛輪的慣性完成的。
1．在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？
2．哪個沖程使汽車獲得動力？
3．哪個沖程排出了汽車的尾氣？
壓縮沖程把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
練一練
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
柴油機
種類 汽油機 柴油機
相同點 不 同 點 構(gòu) 造
燃 料
吸入氣體
點火方式
都是內(nèi)燃機，一個工作循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程
火花塞
噴油嘴
汽油
柴油
汽油和空氣
空氣
點燃式
壓燃式
汽油機和柴油機比較
1．汽油機的應(yīng)用
2．柴油機的應(yīng)用
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。
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。
內(nèi)燃機的應(yīng)用
觀察與思考
火箭是怎樣起源的呢？
火箭起源于中國，是中國古代重大發(fā)明之一。最早用于戰(zhàn)爭，已有約900多年的歷史。
原始火箭
神火飛鴉
火箭升空原理
現(xiàn)代火箭使用的是噴氣式發(fā)動機，其使用的燃料多為液體燃料，噴氣式發(fā)動機的結(jié)構(gòu)主要由燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室和尾部噴口組成，如圖所示。
噴氣式發(fā)動機的原理：燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體，這種氣體從發(fā)動機尾部以極高的速度噴出，從而產(chǎn)生很大的反沖推力推動機身向前運動。
空氣噴氣發(fā)動機 火箭噴氣發(fā)動機
共同點 高溫高壓氣體從尾部高速噴出 攜帶物 燃料 燃料、氧化劑
特點 利用外界空氣來助燃，飛行高度受到一定限制 不需要外界空氣來助燃，飛行高度不受限制
噴氣式發(fā)動機的分類
現(xiàn)代火箭的構(gòu)造
長征五號 運載火箭
整流罩
二級火箭
一級火箭
助推器
現(xiàn)代火箭的特點
現(xiàn)代火箭的特點是功率巨大，不僅可以在高空飛行，而且還可以飛出大氣層。
多級火箭可以作為星際航行的運載工具。
視頻：長征五號B運載火箭首飛
噴氣式發(fā)動機與內(nèi)燃機的比較
噴氣式發(fā)動機 內(nèi)燃機
構(gòu) 造 整流罩、氧化劑箱、燃料箱、 輸送裝置、燃燒室、尾部噴口等 進氣門、火花塞(或噴油嘴)、
排氣門、汽缸、活塞、連桿、曲軸等
噴氣式發(fā)動機與內(nèi)燃機
噴氣式發(fā)動機 內(nèi) 燃 機
不同點 助燃劑 自帶氧化劑 空氣
能量損失 較小 較大
功率 巨大 較小
應(yīng)用 火箭 汽車、拖拉機、坦克等
相同點 ①都是一種熱機； ②能量轉(zhuǎn)化:化學(xué)能→內(nèi)能→機械能
課堂小結(jié)
工作過程
熱機
內(nèi)燃機
工作原理
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
汽油機
柴油機
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
火箭
工作原理
液體火箭的組成
1．如圖所示，在試管內(nèi)裝適量的水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，根據(jù)圖中提供的信息回答下列問題。
（1）塞子沖出試管后，因為　 　繼續(xù)向前運動；
（2）塞子被推出的過程中，　 　能轉(zhuǎn)化成　 　能，這個過程中能量轉(zhuǎn)化與熱機中的　 　沖程相同。
隨堂訓(xùn)練
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁
2．如圖表示四沖程內(nèi)燃機工作時的示意圖，一個工作循環(huán)的正確順序為（　　）
C
甲
丁
乙
丙
3．關(guān)于四沖程汽油機和柴油機，下列說法中正確的是（　　）
A．在吸氣沖程中，吸入汽缸的都只是空氣
B．在壓縮沖程末，柴油機汽缸內(nèi)的氣體溫度比汽油機低
C．在做功沖程初，都有火花塞點火
D．在排氣沖程時，排氣都依靠飛輪的慣性來完成
D
4．下列關(guān)于火箭與噴氣式發(fā)動機的說法正確的是（　　）
A．噴氣式發(fā)動機與內(nèi)燃式發(fā)動機的工作原理完全相同
B．噴氣式發(fā)動機工作時需要像活塞、螺旋槳等那樣的傳遞結(jié)構(gòu)
C．噴氣式發(fā)動機工作時將燃料的化學(xué)能最終轉(zhuǎn)化為火箭的機械能
D．火箭升空時不需要反作用力推動機身向前運動
C

展開更多......

收起↑