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1、第十四章 第一节 热 机热蒸汽热蒸汽为我们提供了强大的推力,把人们从繁为我们提供了强大的推力,把人们从繁重的体力劳作中解放出来。重的体力劳作中解放出来。蒸汽机带来一场革命!第一次工业革命!蒸汽机带来一场革命!第一次工业革命!向瓦特致敬!向瓦特致敬!世界上第一台蒸汽机是由古世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于希腊数学家希罗于 1 1 世纪发明世纪发明的汽转球,但它只不过是一个玩的汽转球,但它只不过是一个玩具而已。具而已。瓦特在前人的启迪下,对蒸瓦特在前人的启迪下,对蒸汽机作出一系列重大改进,在工汽机作出一系列重大改进,在工业上得到广泛应用。他开辟了人业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时
2、代,标志着工业类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。革命的开始。其实,瓦特观察水壶中的水其实,瓦特观察水壶中的水烧开,推动壶盖,从而发明了蒸烧开,推动壶盖,从而发明了蒸汽机,是一个善意的杜撰。汽机,是一个善意的杜撰。演示实验:1 1、看到了什么现象?、看到了什么现象?塞子被冲塞子被冲出,并且瓶口有出,并且瓶口有 生成生成2 2、整个过程中,能量是怎样转化的:、整个过程中,能量是怎样转化的:燃料燃烧将燃料燃烧将_能转化为能转化为_能;传给水和能;传给水和水蒸气,水蒸气将塞子推出,将它的水蒸气,水蒸气将塞子推出,将它的_能能转化为塞子的转化为塞子的_。雾雾化学化学内内内能内能机械能机械能 教师点
3、评教师点评:这个实验虽然简单这个实验虽然简单,但基本展示了蒸汽机但基本展示了蒸汽机的工作原理的工作原理.实际上就是一个原始的热机模型实际上就是一个原始的热机模型.人们利用内能能够做功的原理,发明了各种热机。1、蒸汽轮机2、浓烟滚滚的蒸汽机火车3、巨大的汽轮机4、精巧的内燃机5、飞机喷气发动机6、火箭喷气发动机这些机器的工作时共同特点是什么?把内能转化为机械能的机械,把内能转化为机械能的机械,这就叫做这就叫做热机热机。一、热机的定义:一、热机的定义:二、热机的种类:二、热机的种类:蒸气机、内燃机、汽轮机、蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。喷气发动机等。三、内燃机三、内燃机(一)内燃机的定义:
4、(一)内燃机的定义:(二)内燃机的种类:(二)内燃机的种类:燃料在机械内燃料在机械内部燃烧的热机部燃烧的热机汽油机、柴油机汽油机、柴油机四、汽油机的构造四、汽油机的构造火花塞火花塞进气门进气门活塞活塞连杆连杆气缸气缸排气门排气门曲轴曲轴汽油机工作时,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。吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气汽油机(内燃机)汽油机(内燃机)的冲程和工作循环的冲程和工作循环1 吸气冲程 进气门进气门 ,排气门排气门 。活。活塞由塞由 运运动,动,组组成的燃料混合物从进成的燃料混合物从进气门吸入气缸。气门吸入气缸。打开打开关闭关闭上端向下端上端向下端汽油和空
5、气汽油和空气2 压缩冲程 进气门和排气进气门和排气门都门都关闭关闭,活塞,活塞向向上上运动,燃料混合运动,燃料混合物被压缩,压强增物被压缩,压强增大,温度大,温度升高升高。3 做功冲程 在压缩冲程在压缩冲程结束结束时,火花塞产生时,火花塞产生电火电火花花,使燃料猛烈燃烧,使燃料猛烈燃烧,产生产生高温高压高温高压的燃气,的燃气,推动活塞推动活塞向下向下运动,运动,并通过连杆带动曲轴并通过连杆带动曲轴转动转动。4 排气冲程 进气门进气门关闭关闭,排,排气门气门打开打开,活塞,活塞向上向上运动,把废气排出气运动,把废气排出气缸。缸。燃燃烧烧后后的的废废气气吸气压缩做功排气1、在四个冲程中,哪、在四个
6、冲程中,哪些冲程发生了能量的些冲程发生了能量的转化?转化?2、哪个冲程使汽车获、哪个冲程使汽车获得了动力?得了动力?3、哪个冲程排出了汽、哪个冲程排出了汽车的尾气?车的尾气?机械能转化为内能内能转化为机械能获 得动 力排出尾气排出尾气 在 冲程燃气对活塞做功,内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成.归纳:归纳:做功思考题:思考题:某汽油机飞轮转速为某汽油机飞轮转速为3000r/min3000r/min,那么,每秒,那么,每秒钟内完成钟内完成 个冲程,活塞往复个冲程,活塞往复 次,燃次,燃气推动活塞做功的次数为气推动活塞做功的次数为 次。次。一个工作循环由四个冲程组成,曲轴旋一个
7、工作循环由四个冲程组成,曲轴旋转两周,活塞往复两次,对外做功一次转两周,活塞往复两次,对外做功一次100502522五、柴油机的构造五、柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴柴柴油油机机结结构构和和汽汽油油机机相相似似,它它们们的的主主要要区区别别是是:柴柴油油机机通通过过压压缩缩空空气气直直接接点点燃燃柴柴油油。柴柴油油机机的的汽汽缸缸顶顶部部没没有有火火花花塞塞,而而有有一一个个喷喷油油嘴嘴。吸吸入入物物质质也也只只有有空空气气,在在压压缩缩冲冲程程结结束束时时,压压缩缩空空气气的的温温度度已已经经超超过过柴柴油油的的燃燃点点,此此时时从从喷喷油油
8、嘴嘴喷喷出出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。喷油嘴喷油嘴1、柴油机工作原理、柴油机工作原理 汽油机和柴油机的结构和在工作汽油机和柴油机的结构和在工作过程有什么相同点,有什么不同点?过程有什么相同点,有什么不同点?2、想想议议1 1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 2 每个工件循环都经历四个冲程:吸气冲程、每个工件循环都经历四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 3 四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其余四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程靠飞轮惯性完成。三个冲程靠飞轮惯性
9、完成。4 4 一个工作冲程中,活塞往复两次,飞轮转动一个工作冲程中,活塞往复两次,飞轮转动两周,做功一次。两周,做功一次。(一)相同点(一)相同点1 1、构造不同:汽油机气缸顶有火花塞,、构造不同:汽油机气缸顶有火花塞,而柴油机气缸顶部有喷油嘴。而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 2、燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而、燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而柴油机的燃料是柴油。柴油机的燃料是柴油。3 3、吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的、吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混合气体,柴油机只吸进空气。混合气体,柴油机只吸进空气。4 4、点火不同:汽油机属点燃式点火,柴、点火不同:汽油机属点燃式点火,柴油机属压燃式点火。油机属压燃式点火。(二)不同点(二)不同点1内燃机压缩冲程中内燃机压缩冲程中 能转化为能转化为 ;在做功冲程中在做功冲程中 能转化为能转化为 能。能。机械机械内能内能机械机械内内练一练练一练2依靠飞轮惯性完成的冲程是(依靠飞轮惯性完成的冲程是()B C DADBC3汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的(缸中的()A压强增大,温度降低压强增大,温度降低 B压强减小,温度升高压强减小,温度升高 C压强增大,温度升高压强增大,温度升高 D压强减小,温度降低压强减小,温度降低C
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