12.4热机与社会发展 --2023-2024学年沪粤版物理九年级上学期

12.4热机与社会发展 从镰刀到联合收割机 从木帆船到远洋巨轮 从马车到小轿车 这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？ 热机的种类： 蒸汽机 汽油机 柴油机 燃气轮机 喷气发动机 火箭发动机 燃料的化学能 内能 燃烧 做功 机械能 共同特点： 热机的原理 把内能转化为机械能 二、内燃机种类 (1)汽油机 (2)柴油机 3、汽油机的结构 气缸 火花塞 进气活门 排气活门 活塞 连杆 曲轴 飞轮 4、冲程： 汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。 进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 1 吸气冲程 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。 2 压缩冲程 在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 3 做功冲程 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 4 排气冲程 吸气 压缩 做功 排气 1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 2、哪个冲程使汽车获得了动力？ 3、哪个冲程排出了汽车的尾气？ 机械能转化为内能 内能转化为机械能 获得动力 排出尾气 四个冲程之间的关系： 在做功冲程时燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成. 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 一个工作循环汽油机各部件运动情况 完成：四个冲程。 活塞：往复两次。 曲轴：转动两周。 飞轮：转动两圈 对外做功：一次。 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。 5、柴油机的构造 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 飞轮 柴油机与汽油机构造的区别 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 火花塞 飞轮 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。 柴油机的工作过程 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。 柴油机的工作过程 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。 柴油机的工作过程 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。 柴油机的工作过程 1、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ） 练习： A B C D 2、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（ ） A.吸气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D .压缩冲程 3、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的（ ） A.压强增大，温度降低 B.压强增大，温度升高 C.压强减少，温度降低 D.压强减少，温度升高 B D B （Ｃ） （Ｄ） （Ａ） （Ｂ）     4.如图是汽油机的四冲程示意图．在一个工作循环中，做功冲程是（ ） B 5、在四冲程内燃机工作的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化为机械能的过程．这两个能量转化的过程存在于（ ） Ａ．吸气冲程和压缩冲程 Ｂ．压缩冲程和做功冲程 Ｃ．做功冲程和排气冲程 Ｄ．吸气冲程和排气冲程 6、一台柴油机，飞轮每分钟转速为2400转，由此可以判断出，该柴油机每秒种的工作循环为（ ） Ａ．20次 Ｂ．40次 Ｃ．10次 Ｄ．15次 B A 提示: 一个工作循环中， 活塞往复两次，飞轮（曲轴）转动两周，做功一次。 6、热机的效率 内燃机的能流图： 燃气内能E 废气内能 废气内能 有用机械能 散热损失 机械损失 E1 E2 E3 E4 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： 7、热机与环境 Ⅰ、热机的利用带来的环境污染 ⑴、废气污染 Ⅱ、怎样控制热机对环境造成的污染 a、排出的废气温度较高。使城市温度升高，会形成“热 岛效应”。