内容正文:
第二章内能与热机
第三节热机
新课导入与学习目标
01
发动机是把其他能量转化为机械能的机器,其中能将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机则称为热机。常见的热机有蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机、火箭发动机等,如图。
蒸汽机车
火箭发动机
喷气发动机
火电站的汽轮机
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机。内燃机最常见的是汽油机和柴油机。
热机及其分类
1.定义
用汽油作燃料的热机。
2.构造
由气缸、火花塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、活塞、连杆和曲轴组成。
活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程(或行程)。
一、汽油机
(1)吸气冲程:曲轴通过连杆带动活塞,使活塞从气缸上部向下运动,进气阀开启,空气和汽油的混合气体通过进气道进入缸内。
(2)压缩冲程:两个气阀关闭,活塞在曲轴带动下,从气缸下部向上运动,缸内混合气体被压缩,机械能转化为内能,因此,气体内能增加、温度升高、压强增大。
3.工作过程
一、汽油机
压缩冲程
吸气冲程
02.新课讲解
热机
1.定义:把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置,称为热机
2.分类
热机
内燃机
喷气发动机
蒸汽机
蒸汽机车
喷气发动机
内燃机
02.新课讲解
热机
1.内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机;
2.内燃机最常见的是汽油机和柴油机;
柴油机
汽油机
热机
蒸汽机
汽轮机
喷气发动机
火箭发动机
内燃机
内燃机分为汽油机和柴油机两大类
使用汽油作为燃料的叫汽油机。
使用柴油作为燃料的叫柴油机。
2.(2024·亳州谯城区期末)如图所示为四冲程式内燃机工作示意图,下列说法错误的是( )
D
A.一个工作循环的正确顺序是:丁、乙、甲、丙
B.甲图所示冲程是汽车获得动力的冲程
C.甲图所示冲程是将内能转化为机械能
D.乙图所示冲程是将化学能转化为内能
1.柴油机气缸顶部的构造是_______。
喷油嘴
柴油机
三
合作探究
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
三、柴油机
新知探究
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
柴油机的工作原理
新知探究
提高热机效率,减少能源消耗,是人类不懈的追求。
蒸汽机的效率只有6%~15%
汽油机的效率为 20%~30%
柴油机的效率为30%~45%
空气喷气发动机的效率可达50-60%
火箭喷气发动机的效率可以达到85%以上
燃气轮机的效率可以达到40%左右
探究实践
喷气发动机也是一种内燃机,燃料在燃烧室中燃烧,燃气向后高速喷出,从而获得向前的动力。喷气发动机有空气喷气发动机和火箭喷气发动机两种。
空气喷气发动机
火箭喷气发动机
两者的共同点:
燃料在燃烧室中燃烧,是内燃机;
高温高压的燃气对外做功,产生动力。
探究实践
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,推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动。
内能转化为机械能
做功冲程
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。
排气冲程
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。
机械能转化为内能。
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。
内能转化为机械能。
1.如图所示为汽油机工作过程的示意图,下列说法正确的是( )
A.图甲是排气冲程,依靠飞轮的惯性工作
B.图乙是压缩冲程,活塞向上运动
C.图丙是做功冲程,内能转化为机械能
D.图丁是吸气冲程,吸入的只有空气
C
喷油嘴
进气门
活塞
排气门
气缸
曲轴连杆
模型图
实物图
二、柴油机
强调柴油机的结构,注意对与汽油机不同之处的讲解。
21
柴油机的工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
热机原理:把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置
热机
热机种类:蒸汽机、内燃机、喷气发动机等
汽油机
柴油机
构造:火花塞、进气门、排气门、气缸、活塞、曲轴连杆、飞轮
应用:汽车、飞机和小型农业机械
构造:喷油嘴、进气门、排气门、气缸、活塞、连杆、曲轴
应用:载重汽车、拖拉机、坦克等
工作过程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
工作过程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
$