資源簡介

14.2 熱機
第十四章
內能的利用
18 世紀第一輛汽車問世時，它的速度只有數千米每小時，而目前最快的汽車速度已經超過了聲速。汽車是如何獲得機械能的呢？
古老的熱機——蒸汽機的發明則給人類帶來了巨大的動力。現代的熱機廣泛使用在汽車、火車、輪船、飛機、火箭上。。
蒸汽機帶來第一次工業革命！
酒精燃燒放出熱量
將熱量傳遞給水
使水的內能增大，溫度升高，產生大量的水蒸氣
水蒸氣的內能
軟木塞的機械能
水蒸氣內能減少，溫度降低，液化成小水滴
內能可以對外做功
加熱水至沸騰
現象：
水沸騰后，軟木塞飛出，管口有“白霧”生成
知識點一 熱機
氣體推動木塞做功實驗
熱機的種類
蒸汽機
汽輪機
噴氣發動機等
內燃機
燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機，叫做內燃機
汽油機
柴油機
內燃機是現代社會中最常見的一種熱機。汽車作為我們生活中不可缺少的交通工具，它的動力機械就是內燃機。如圖是一種內燃機的剖面圖。
用汽油做燃料
用柴油做燃料
知識點一 熱機
關于如圖所示實驗的說法，正確的是（　　）
A．試管口出現的白霧是水蒸氣
B．該實驗基本能反映熱機的工作原理
C．木塞沖出的過程中機械能轉化為內能
D．實驗中試管內水的內能的改變僅通過做功實現
B
知識點二 汽油機
汽油在氣缸內燃燒時，產生高溫高壓燃氣，推動活塞做功，將內能轉化為機械能，活塞移動帶動曲軸轉動.
汽油在汽缸內燃燒
產生高溫高壓燃氣
推動活塞做功
帶動曲軸轉動
一個沖程：
活塞從汽缸
的一端運動
到另一端的
過程
知識點二 汽油機
構造
進氣門? ? ? ? ? ，排氣門? ? ? ? ? ，
活塞由汽缸最? ? ? ? ? 向? ? ? ? ? 運動，? ? ? ? ? 和?? ? ? ? ? 的混合物從
? ? ? ? ? 被吸入汽缸。當活塞運動到汽缸的最下端，? ? ? ? ? 關閉， 曲軸轉動? ? ? ? ? 圈。
打開
關閉
上端
下
汽油
空氣
進氣門
進氣門
半
吸氣沖程
進氣門和排氣門? ? ? ? ? ，活塞由汽缸最? ? ? ? ? 向? ? ? ? ? 運動，燃料的混合物被? ? ? ，汽缸內溫度? ?? ? ，氣壓? ? ? ? ? 。曲軸轉動? ? ? ? ? 圈。在此過程中，? ? ? ? ? 轉化? ? ? ? ? 。
都關閉
下端
上
壓縮
升高
增大
半
機械能
內能
壓縮沖程
在壓縮沖程末，火花塞產生電火花
（點燃式），燃料混合物劇烈燃燒，產生? ? ? ? ? ? ? ?的燃氣，推動活塞由汽缸向? ? ? 運動，并通過連桿驅使曲軸轉動，曲軸轉動? ? ?圈。
高溫高壓
下
半
做功沖程
進氣門? ? ? ? ? ，排氣門? ? ? ? ? ，
活塞由汽缸最? ? ? ? ? 向? ? ? ? 運動， 把廢氣排出汽缸。當活塞運動到汽缸的最上端，? ? ? ? ? 關閉，曲軸轉動? ? ? 圈。
關閉
打開
下端
上
排氣門
半
排氣沖程
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
1. 汽油機四個沖程中，只有做功沖程對外做功，將內能轉化為機械能，
其余三個沖程依靠飛輪的慣性完成
2. 汽油機1個工作循環有4個沖程，活塞上下往復2次，曲軸轉動2周，
對外做功1次， 有2次能量轉化
工作過程
如圖所示為某單缸四沖程內燃機工作示意圖，下列說法中正確的是（　　）
A．只有甲沖程能獲得動力，其他沖程都是靠慣性運轉的
B．乙沖程只吸入空氣
C．丙沖程中排出的廢氣不含任何能量
D．丁沖程是做功沖程
A
知識點三 柴油機
構造
空氣
進氣門打開，排氣門關閉。
活塞由上端向下端運動，
將空氣吸進氣缸。
吸氣沖程
進氣門和排氣門都關閉，
活塞向上運動，活塞把空
氣壓縮得很小，空氣的壓
強更大，溫度更高。在壓
縮沖程末，缸內空氣溫度
已超過柴油的著火點。
機械能轉化為內能。
壓縮沖程
在壓縮沖程末，從噴油嘴
噴出的霧狀柴油遇到空氣
立即猛烈燃燒，產生高溫
高壓的燃氣，推動活塞向
下運動，并通過連桿帶動
曲軸轉動。 內能轉化為機械能。
做功沖程
進氣門關閉，排氣
門打開，活塞向上
運動，把廢氣排出
氣缸。
排氣沖程
{5940675A-B579-460E-94D1-54222C63F5DA} 內燃機
項目
汽油機?
柴油機
構造
汽缸頂部是火花塞
汽缸頂部是噴油嘴
一個工作循環
吸氣沖程
吸入物質：汽油和空氣的混合物
吸入物質：空氣
壓縮沖程
壓縮程度較小，能量轉化過程：
機械能→內能
壓縮程度大，能量轉化過程：
機械能→內能
做功沖程
點燃式，能量轉化過程：
內能→機械能
壓燃式，能量轉化過程：
內能→機械能
排氣沖程
排出廢氣
排出廢氣
主要特點
輕巧、效率較低
笨重、效率較高
適用范圍
小汽車、小型農業機械、飛機等
載重汽車、拖拉機、火車、輪船等
汽油機和柴油機的區別
(多選)汽油機和柴油機的主要不同點是 (　 　 )
A.在構造上,汽油機的汽缸頂部有火花塞,柴油機的汽缸頂部有噴油嘴
B.在吸氣沖程中,汽油機吸入汽缸的是汽油,柴油機吸入汽缸的是柴油
C.在壓縮沖程末,汽油機用點燃式點火,而柴油機采用的是壓燃式點火
D.在壓縮沖程中,汽油機汽缸里的溫度和壓強比柴油機里的高
AC
熱機
熱機
內燃機
利用內能做功(把內能轉化為機械能)的機械。
定義：
種類：
蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機
1.（2024?新疆）下列運載工具中，不需要利用熱機的是（　　）
A．噴氣式飛機
B．柴油拖拉機
C．純電動汽車
D．長征系列火箭
C
2.（2024?廣元）1883年人類發明了汽油機。一臺四沖程汽油機的一個沖程中，火花塞點火，燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓的氣體推動活塞對外做功，則該沖程（　　）
A．是壓縮沖程
B．氣體對外做功，內能轉化為機械能
C．活塞依靠飛輪的慣性而運動
D．氣體對外做功，氣體的內能增加?
B
3.某同學分別畫出四沖程內燃機工作示意圖中的吸氣、壓縮、做功、排氣沖程。觀察活塞和曲軸的位置和進氣門、排氣門的開閉情況，其中不正確的是（　　）
A．吸氣 B．壓縮 C．做功 D．排氣?
B
4.（2024?黑龍江）汽油機將內能轉化為機械能的是 沖程，某單缸四沖程汽油機飛輪轉速是2400r/min。則此汽油機每秒對外做功 次。
做功
20
5.汽車已成為我們生活中不可缺少的交通工具，它的四沖程汽油機工作示意圖如下，則圖 沖程使汽車獲得動力，圖 排氣沖程排除了汽車的廢氣。
C
D
A B C D

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