内容正文:
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球,但它只不过是一个玩具而已。
瓦特在前人的启迪下,对蒸汽机作出一系列重大改进,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。
其实,瓦特观察水壶中的水烧开,推动壶盖,从而发明了蒸汽机,是一个善意的杜撰。
第十四章 内能的利用
第1节 热机
观察讨论:如图所示,在试管内装一些水,用橡皮塞塞住。对试管加热使水沸腾,会看到什么现象?这个实验中能量是如何转化的?
燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气;塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气的内能转化为塞子的动能。
水(内能)
橡皮塞(机械能)
燃料(化学能)
一、热机
1、定义:将燃料的内能转化为机械能。
2、种类:内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机。
火电站的汽轮机
喷气发动机
蒸汽机车
1、内燃机分类:分为汽油机和柴油机两大类。
使用柴油作为燃料的叫柴油机
二、内燃机
使用汽油作为燃料的叫汽油机
(1)构造:
2.汽油机
(2)冲程 : 活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程。
(3)工作过程:吸气━压缩━做功━排气
第一冲程: 。
进气门 ,排气门 ,活塞由汽缸最 向 运动,
和 的混合物
从 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端, 关闭, 曲轴转动 圈。
吸气冲程
打开
关闭
上端
下
汽油
空气
进气门
进气门
半
(3)工作过程:吸气━压缩━做功━排气
第二冲程: 。
进气门和排气门都 ,活塞由汽缸最 向 运动,燃料的混合物被 ,汽缸内温度 ,气压 。曲轴转动 圈。
关闭
下端
上
压缩
升高
增大
半
压缩冲程
机械能转化为内能
(3)工作过程:吸气━压缩━做功━排气
第三冲程: 。
在压缩冲程末,火花塞产生电火花(点燃式),燃料混合物剧烈燃烧,产生 的燃气,推动活塞由汽缸向 运动,并通过连杆驱使曲轴转动, 曲轴转动 圈。
做功冲程
高温高压
下
半
内能转化为机械能
(3)工作过程:吸气━压缩━做功━排气
第四冲程: 。
进气门 ,排气门 ,活塞由汽缸最 向 运动,把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端, 关闭,曲轴转动 圈。
排气冲程
关闭
打开
下端
上
排气门
半
(4)把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。
在四个冲程中,哪些冲程发生了能量转化?如何转化的?
哪个冲程使汽车获得动力?其他几个冲程中活塞的运动是靠什么来完成的?四个冲程顺序能否颠倒?
压缩冲程是把机械能转化为内能;做功冲程是把内能转化为机械能。
做功冲程使汽车获得动力,其他冲程靠飞轮的惯性完成,顺序不能颠倒。
哪个冲程排出了汽车的尾气?
排气冲程排出了汽车的废气。
想想议议
汽油机一个工作循环包括 冲程,活塞往复 次,曲轴转动 圈,与曲轴相连的飞轮也转___圈,做功 次。有 次能量转化。
4
2
2
1
2
2
(1)构造:
3.柴油机
(2)汽油机和柴油机的异同点比较
种类 汽油机 柴油机
相同点
不
同
点 构 造
燃 料
吸入气体
点火方式
都是内燃机,一个工作循环都经历四个冲程
火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
汽油和空气
空气
点燃式
压燃式
它们的主要区别是:柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。
柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
汽油机转速高,结构简单,质量轻,造价低廉,运转平稳,使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用,至今不衰。
柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%,因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
(3)汽油机和柴油机的优缺点
课堂小结
热机
内燃机
1、定义:将燃料的内能转化为机械能。
2、种类:蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机。
1、分类:分为汽油机和柴油机。
2、汽油机
(1)构造
(2)冲程 : 活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程。
(3