《初三物理热机》PPT课件.ppt

教学目标,第一课时：1、了解热机的种类及工作原理。2、知道内燃机的四个冲程，会看图区分是那个冲程。3、知道压缩冲程、做功冲程中能量的转化。4.汽油机和柴油机的异同第二课时：5、了解热机的效率及热机的效率低的原因、提高热机的效率的方法。6、了解热机对环境的影响。,热机,1.热机的种类,蒸气机内燃机汽轮机喷气发动机火箭等,内燃机：,热机：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。,燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力 的热机。,常见的内燃机：汽油机 柴油机,2.内燃机的构造,(1)汽油机,(2)柴油机,构造工作原理汽油机完整工作过程,构造工作原理,(1)汽油机的构造,火花塞,气缸,进气门,活塞,连杆,排气门,曲轴,吸气,压缩,做功,排气,内燃机的冲程和工作循环,(2)汽油机工作原理,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,吸气冲程,汽油和空气,进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。,压缩冲程,进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。机械能转化为内能。,做功冲程,在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。,排气冲程,燃烧后的废气,进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。,(3)柴油机的构造,喷油嘴,进气门,活塞,连杆,排气门,气缸,曲轴,(4)柴油机工作原理,吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程,吸气冲程,空气,进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。,压缩冲程,进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。机械能转化为内能。,做功冲程,在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。,排气冲程,燃烧后的废气,进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。,一个工作循环：活塞：往复两次。曲轴：转动两周。完成：四个冲程。对外做功：一次。辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。,练习,一台汽油机飞轮转速为3000R/分，则在1秒内完成 个循环，对外做功 次，完成 个辅助冲程。,3.内燃机的应用,汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。,(1)汽油机的应用,(2)柴油机的应用,柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。,想想议议：,汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？,1基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。,相同点,不同点,1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。,二、燃料及其热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。,热值：指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是q。,热值单位：J/kg,(J/m3),热值单位：J/kg,(J/m3)P139一些燃料的热值。木炭的热值:3.4107J/kg物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J煤气的热值:3.9107J/m3物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J,计算热量公式：Q放=mq(即质量乘以热值),燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。,例题：把5kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）解：,Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C=1.26 106J；Q放Q吸m1=Q放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,废气带走,机件发热散失,机件摩擦损失,燃料燃烧产生能量,在热机的各种能量的损失中,废气带走的能量最多.,设法利用热机废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。,做有用功,燃烧不完全,热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。,蒸气机效率最低：6%15%；汽油机效率：20%30%；柴油机效率：30%45%。,5、热机的效率,热机的效率：热机所做的做有用功那和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。,提高热机效率的途径和方法：（l）尽可能减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。,6.热机对环境的影响,1.热机对大气的影响。（1）产生有毒气体。（2）产生大量二氧化碳，造成温室效应。（3)产生粉尘。2.热机产生噪音。,1.四冲程汽油机的工作过程由().().().()四个冲程组成的.2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是()冲程,做功冲程是()能转化为()能.3.汽油机吸入汽缸的是(),点火方式是().柴油机吸入汽缸的是(),点火方式是().4.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每秒钟对外做功()次.,课堂练习:,5、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？6、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？7、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？8、排气后，下一个工作过程是什么冲程？9、当燃油还没有燃烧做功的时候，活塞是怎样动起来的？,答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞运动，内能转变为机械能。,答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能。,答：在做功冲程，飞轮获得足够的动能而高速转动，在吸气、压缩、排气三个冲程中，活塞的运动都是靠飞轮的惯性来完成的。,答：吸气冲程,答：通常是先接通了启动机(电动机)，用启动机带动活塞动起来。也可用手柄，人工摇动手柄带动活塞起动。,课堂练习:,知识回顾,再见,