資源簡介

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第三節　熱機
第十四章 內能與熱機
燃料的化學能
水的內能
機械能
通過以上現象，我們看到燃料燃燒時，燃料的化學能轉化成了水的內能，水蒸氣通過對外做功，又把內能轉化成壺蓋、限壓閥的機械能。能否把這些機械能變得更實用呢？生活中有這樣的機械嗎？
新課導入
艦船劈波斬浪
飛機凌空穿云
車、船和飛機之所以能大展神威，就因為有了發動機。車、船和飛機的發動機是把燃料燃燒時釋放的內能轉變為機械能的裝置，這種裝置又被稱為熱機。
新知探究
一、熱機
1.熱機：把燃料燃燒時釋放的_____轉變為_______的裝置
2.內燃機：燃料直接在發動機______燃燒產生動力的熱機。
最常見的內燃機有_______和________。
內能
機械能
氣缸
汽油機
柴油機
最常見的內燃機是汽油機和柴油機它們是怎么工作的？
工作的時候有什么不同？
新知探究
汽油機
柴油機
二、汽油機
1.構造
新知探究
2.工作原理
　　活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。
　　汽油在汽缸里面燃燒時生成高溫高壓的燃氣，推動活塞做功。活塞移動帶動曲軸轉動。
新知探究
3.工作過程
吸氣
壓縮
做功
排氣
點火方式：點燃式
新知探究
吸氣沖程
汽油和空氣
吸入汽油和空氣的混合物
進氣門開 排氣門關
活塞向下運動
新知探究
旋轉的曲軸通過連桿帶動活塞，使活塞從氣缸上部向下運動
壓縮沖程
進氣門關 排氣門關
活塞向上運動
燃料混合物被壓縮，氣體體積減小、壓強增大、溫度升高、內能增加。
機械能轉化為內能
新知探究
兩個氣閥關閉，活塞在曲軸帶動下，從氣缸下部向上運動
做功沖程
進氣門關 排氣門關
壓縮沖程結束時，火花塞產生電火花，燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓氣體。
活塞向下運動
并通過連桿帶動
曲軸對外做功
內能轉化為機械能
新知探究
排氣沖程
燃燒后的廢氣
進氣門關 排氣門開
活塞向上運動
新知探究
曲軸因為慣性繼續轉動使活塞上升
排出燃燒后的廢氣
歸納小結：
吸氣
壓縮
做功
排氣
一個循環
4個沖程
活塞往復2次
曲軸轉動2周
對外做功1次
燃料燃燒1次
　 只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠曲軸慣性完成。
新知探究
噴油嘴
進氣門
活塞
連桿
排氣門
氣缸
曲軸
三、柴油機
新知探究
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
柴油機的工作原理
新知探究
吸氣沖程
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。
新知探究
壓縮沖程
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。
新知探究
做功沖程
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。
新知探究
排氣沖程
燃燒后的廢氣
進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。
新知探究
歸納小結：
一個工作循環：
活塞：往復兩次。
曲軸：轉動兩周。
完成：四個沖程。
對外做功：一次。
輔助沖程：靠曲軸慣性來完成。
新知探究
柴油機和汽油機的區別與聯系
相同點：
都是燃料在汽缸內燃燒，都是將內能轉化為機械能的裝置，都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構成一個工作循環，曲軸和飛輪轉動兩周，對外做功一次，啟動時，都是靠外力先使飛輪和曲軸轉動起來。
新知探究
不同點：
內燃機 項目 汽油機 柴油機
燃料 汽油 柴油
構造
工作循環 吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
主要特點
主要用途
汽缸頂部是火花塞
汽缸頂部是噴油嘴
吸入汽油和空氣的混合物
吸入純凈的空氣
壓縮程度較小
壓縮程度較大
點燃式
壓燃式
輕巧、效率較低
笨重、效率較高
小汽車和小型農業機
械、低速飛機等
載重汽車、
拖拉機、火車、輪船等
新知探究
概念
能量轉化情況
內燃機
汽油機
柴油機
構造
一個工作循環
能量轉化
熱機
課堂小結
1.內燃機的工作過程由_______、_______、_______、 _______四個沖程組成，其中，將機械能轉化為內能的是_______沖程， 將內能轉化為機械能的是_______沖程。
2.在內燃機工作的四個沖程中，發生內能和機械能相互轉化的是（ ）
A.吸氣沖程和壓縮沖程 B.壓縮沖程和做功沖程
C.做功沖程和排氣沖程 D.排氣沖程和吸氣沖程
吸氣
壓縮
做功
排氣
壓縮
做功
B
課堂訓練
3.四沖程汽油機工作時，活塞向上運動，并依靠曲軸的慣性來完成運轉的沖程是（ ）
A.吸氣沖程和做功沖程 B.壓縮沖程和做功沖程
C.做功沖程和排氣沖程 D.壓縮沖程和排氣沖程
D
課堂訓練
4.汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（ ）
A.柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣
B.在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的
C.柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高
D.在壓縮沖程末，汽油機汽缸內的溫度比柴油機的高
C
課堂訓練
5.單缸四沖程內燃機完成40個沖程,關于做功和曲軸轉動的情況,下列說法正確的是( )
A.做功10次,曲軸轉40周
B.做功40次,曲軸轉20周
C.做功10次,曲軸轉20周
D.做功20次,曲軸轉10周
C
課堂訓練
7.根據汽油機和柴油機的區別，下列說法錯誤的是（ ）
A.汽油機氣缸頂部有一個火花塞，柴油機氣缸頂部是一個噴
油嘴
B.汽油機吸入的是空氣，柴油機吸入的是空氣和柴油的混合
C.吸氣沖程是內能轉化為機械能
D.壓縮沖程是內能轉化為機械能
6.某四沖程汽油機,曲軸轉速1 200轉/分,則該汽油機每秒做功_______次,有________個沖程,曲軸轉________周。
20
BCD
10
40
課堂訓練

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