14.2 热机 2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

14.2 热机 汽车、火车、飞机这些快速运动的交通工具是如何获得这么大的机械能的? 瓶塞“跳”起来 空气的内能 瓶塞的机械能 利用内能做功的机械叫作热机 蒸汽机 内燃机 喷气发动机 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫作内燃机。 内燃机分为汽油机和柴油机两大类,他们分别用汽油和柴油作为燃料。 活塞在气缸的一端运动到另一端的过程叫作一个冲程 吸气冲程: 进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入气缸。 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。 做功冲程: 在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。 排气冲程: 进气门保持关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。 1.压缩冲程:机械能转化为内能 做功冲程:内能转化为机械能 2.做功冲程 3.排气冲程 柴油机的构造和汽油机相似,但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油,因此柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。 柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程中吸进气缸的只有空气。在压缩冲程中,活塞把空气的体积压缩得非常小,使得空气的温度很高。在压缩冲程结束时,气缸内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便立刻燃烧起来。在做功冲程中,燃烧放出的热使得气体的温度急剧升高、压强急剧增大,从而推动活塞对外做功。 吸气冲程: 进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动, 进入气缸。 空气 压缩冲程: 进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,把空气体积压缩得非常小,使得空气温度很高。 做功冲程: 在压缩冲程结束时,气缸内空气的温度已经超过柴油的燃点,此时喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。 排气冲程: 进气门保持关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。 一次工作循环: 四个冲程,活塞往复运动两次,曲轴(飞轮)转两圈,对外做功一次 汽油机和柴油机的相同和不同 若汽油机一秒钟对外做功15次,则其曲轴转速为 r/min。 1800 汽油机和柴油机的相同和不同 机种 项目 汽油机 柴油机 构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 工作过程 吸气冲程 吸进汽油和空气的混合物 吸进空气 压缩冲程 混合物被压缩后,压强达6~15 atm,温度达250~300 空气被压缩后, 压强达35~45 atm,温度达500~700 做功冲程 火花塞点火,燃料燃烧,即点燃式 喷油嘴喷出雾状柴油,遇高温空气燃烧,即压燃式 用途 轻巧、体积小,常用于汽车、轻型飞机等