内容正文:
第十四章 内能的利用
第 1 节 热机
引入新课
水沸腾后会怎样?推动塞子的能量来自哪里?简述该过程中能量转化的情况。
现象:软木塞冲出。
说明:水蒸气对木塞做功,内能减少。
分析:燃料燃烧时,化学能转化为内能;软木塞冲出时,内能转化为机械能。
这个实验,展示了人类利用内能的过程。
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一、热机的种类
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机车
火箭发动机
内燃机车
火电站的汽轮机
喷气发动机
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想一想:这些热机工作过程中发生了哪些能量转化?
燃料的化学能
内能
机械能
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二、汽油机
(1)汽油机的构造
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(2)汽油机的冲程及工作循环
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。汽油机的一个工作循环包括以下四个冲程:
吸气冲程
排气冲程
做功冲程
压缩冲程
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示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量
转化 其他
吸 气 冲 程 进气门打开
排气门关闭 由上端向下运动 无 汽缸中气体体积增大,压强变小,大气压将汽油和空气组成的燃料混合物从进气门压入汽缸
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示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量
转化 其他
压缩 冲 程 进气门和排气门都关闭 从下向上运动 机械能转化为内能 燃料混合物被压缩,压强增大,温度升高
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示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量
转化 其他
做功冲 程 进气门和排气门都关闭 由上端向下运动 燃气内能转化为机械能 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
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示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量
转化 其它
排气 冲 程 进气门关闭,排气门打开 从下向上运动 无 汽缸内气体的体积减小,气压变大,当汽缸内气压大于大气压时,废气排出汽缸,从而为新的吸气冲程做准备
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三、柴油机
(1)柴油机的构造
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(2)柴油机的冲程及工作循环过程
柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭。活塞向下运动,将空气吸进汽缸。
压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,活塞把空气体积压缩得非常小,空气的压强更大,温度更高。在压缩冲程结束时,汽缸内空气温度已超过柴油的燃点。(机械能转化为内能)
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做功冲程:在压缩冲程结束时,从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立刻猛烈燃烧,产生