12.4 热机与社会发展 -2023-2024学年沪粤版物理九年级上册课件

1 2 . 4 热机与社会发展 学习目标 1. 知道热机工作过程中的能量转化过程。 2.了解内燃机工作的四个冲程。 3. 知道热机与环境的关系，知道提高热机效率的途径。 1 2 . 4 热机与社会发展 导入新课 热机推动人类进步 1 2 . 4 热机与社会发展 热机 是人类历史上最伟大的发明之一。热机的种类很多有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。这些热机的共同特点，是将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。 1 2 . 4 热机与社会发展 燃料的化学能 内 能 机械能 燃 烧 做 功 1 2 . 4 热机与社会发展 汽油机 汽油机是用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。 它常用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。 1 2 . 4 热机与社会发展 活动 汽油机的主要构造如图12－16所示，请对照模型与实物图，弄清汽油机主要部件的作用和工作原理. 研究汽油机的工作原理 1 2 . 4 热机与社会发展 图12－16 单缸和四缸汽油机的构造 1 2 . 4 热机与社会发展 部件名称 作用 气缸 汽油在气缸的顶部燃烧从而产生高温、高压燃气 活塞 在气缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能 连杆和曲轴 连杆跟活塞相连，曲轴通过传动装置(图中未画出)跟工作机相连，将活塞的动力传给工作机 1 2 . 4 热机与社会发展 部件名称 作用 进气门 汽油和空气形成的燃料混合气的进口 排气门 燃料燃烧后废气的出口 火花塞 点火装置，能产生电火花使燃料混合物猛烈燃烧 1 2 . 4 热机与社会发展 汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程(也叫做“行程”)。常见的汽油机要能正常工作，必须连续完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环进行，如图12－17所示。 1 2 . 4 热机与社会发展 ① 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，将汽油和空气的混合气吸入气缸. 1 2 . 4 热机与社会发展 ② 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩混合气，使混合气的温度升高 1 2 . 4 热机与社会发展 ③做功冲程：在压缩冲程末，火花塞产生火花，混合气猛烈燃烧，形成高温、高压气体推动活塞向下，对外做功 1 2 . 4 热机与社会发展 ④ 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出。 1 2 . 4 热机与社会发展 图12－17 汽油机工作的四个冲程 在四个冲程中，只有做功冲程是将内能转化为机械能，其他三个冲程均为辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成动作。 1 2 . 4 热机与社会发展 汽油机的构造 火花塞 气缸 进气门 活塞 连杆 排气门 曲轴 1 2 . 4 热机与社会发展 汽油机四冲程的特点 冲程名称 进气门 排气门 活塞运动方向 作用 能量的转化 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 开 关 向下 吸入汽 油和空气 无 关 关 向上 压缩气体 提高温度 关 关 向下 高温气体膨胀推动活塞做功 关 开 向上 排出废气 无 机械能转 化为内能 内能转化 为机械能 1 2 . 4 热机与社会发展 一个工作循环里，活塞往返_______次，曲轴转动________周。_________冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠_____________来完成。 两 做功 两 飞轮的惯性 1 2 . 4 热机与社会发展 　 柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 喷油嘴 认知与了解 1 2 . 4 热机与社会发展 吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。 喷油嘴 1 2 . 4 热机与社会发展 请思考汽油机的运转过程中，燃料放出的能量是否全部用来对外作功了？ 燃气内能E 有用机械能 废气损失 散热损失 机械损失 E1 E2 E3 E4 1 2 . 4 热机与社会发展 1. 尽可能使燃料充分燃烧； 2. 尽量减小各种热量损失； 3. 机件间保持良好的润滑以减小摩擦。 提高热机效率的主要途径： 1 2 . 4 热机与社会发展 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 热机的效率η ＝×100% 1 2 .