《新人教版九年级物理第十四章第一节热机课件(第14章第1节14.1)》由会员分享,可在线阅读,更多相关《新人教版九年级物理第十四章第一节热机课件(第14章第1节14.1)(61页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第十四章内能的利用,热机,知识目标:,1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。,2、从能量转化的角度认识燃料的热值。,3、了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。,4、通过能量的转化和转移认识效率。,一、内能的获得:,通过燃料的燃烧,将燃料内部的 _能转化为_能。,从能量转化的角度分析:,化学,内,二、内能的利用:,1、直接加热物体,热能除了带给人类温暖以外,还能做什么呢?,试管中的蒸汽将软木塞推出去,软木塞获得了动能,蒸汽的内能_。,减小,水沸腾后:,现象:软木塞_; _有“白气”产生.,冲出,管口,分析: _ 对木塞做功, 内能 _, 温度_ _成小水珠.,水蒸气,减小,降低,液化,能量转化:
2、_转化为_。,内能,机械能,总结:内能的利用:,1、利用内能_。,飞机飞行,汽车行驶,火箭升空, 发动机工作时的能量转化?,2、利用内能_。,加热,做功,塞子冲出的过程中,能量的转化:,燃料的_能,水蒸气的_,塞子运动的_;,热机的能量转换:,燃料的_能,_,_;,热机是把_能转化为_能的机器。,一、热机的定义,化学,内能,机械能,化学,内能,机械能,内,机械,二、热机的种类:,蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭,内燃机 1、工作原理: 2、分类:,燃料在_内燃烧,产生高温高压的气体对活塞_。,_和_ 两种 。,汽缸,做功,汽油机,柴油机,1、汽油机的构造,火花塞,汽缸,进气门,活塞,连
3、杆,排气门,曲轴,1、汽油机的构造,1、观察图回答汽油机的构造: 上部有 和 , 顶部有 。 主体是 ,内有 , 它通过 _ 与 相连。,汽缸,活塞,连杆,曲轴,进气门,排气门,火花塞,内燃机(汽油机)的工作原理,冲程:,1、活塞从汽缸的一端 运动到另一端的过程, 叫做一个冲程,2、内燃机的一个工作循环 有四个冲程,分别是: _冲程、_冲程、 _冲程、_冲程。,2、,吸气,压缩,做功,排气,内燃机(汽油机)的工作原理,吸气冲程:,进气门_, 排气门_, 活塞向_运动,_的混合物进入气缸。(怎样进入汽缸的?) 曲轴转_周。,2、,打开,关闭,下,汽油和空气,半,内燃机(汽油机)的工作原理,压缩冲
4、程:,进气门和排气门_, 活塞向_运动, 燃料混合物被_。内能变_ 能量转化:_,都关闭,上,压缩,曲轴转_周。,半,机械能,内能,大,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。,第二冲程: .进气门 和排气门 ,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。在此过程中, 转化 。,吸气冲程,打开,关闭,上端,下,汽油,空气,进气门,进气门,半,都关闭,下端,上,压缩,升高,增大,半,机械能,内能,压缩冲程,2、 内燃机(汽油机)的工作原理,做功冲程:,在压缩冲程结
5、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_运动,带动曲轴转动,对外_。,下,做功,内能,机械能,能量转化:,2、 内燃机(汽油机)的工作原理,排气冲程:,进气门_, 排气门_, 活塞向_运动, 把_排出气缸。,废气,上,打开,关闭,半,曲轴转_周。,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。 在此冲程中, 转化 。,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
6、。 内燃机 MP4_320 x240_clip.mp4,做功冲程,高温高压,下,半,内能,机械能,排气冲程,关闭,打开,下端,上,排气门,半,小结: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。,汽油机工作的四个冲程中,只有_ 燃气对外做功,其他三个冲程都是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的 _ 来完成。必须靠外力来启动.,做功冲程,飞轮的惯性,4,2,2,1,2,2,问题,汽车在开动前,是如何使内燃机起动的?,答:通过_先使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴通过连杆带动活塞运动,消耗_能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程.内燃机一旦开始做功,
7、_能就会转化成曲轴的_能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功,一部分通过飞轮(与曲轴相连的质量较大的轮子)保存起来。然后依靠飞轮的_性再反过来向外输出带动曲轴转动,靠消耗飞轮的_能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。,分析得结论:,在做功冲程燃气对活塞做功,_能转化为_能。其余三个冲程靠消耗飞轮的_来完成.,内燃机(汽油机)的工作原理,内燃机的连续工作 汽油机的工作原理-4 好.exe,汽油机工作原理,思考:,1. 在四个冲程中,哪些冲程发生能量的转化?,压缩冲程:,机械能,内能,做功冲程:,机械能,内能,2. 哪个冲程获得动力?,做功冲程。(其它三个冲程又叫做辅助
8、冲程。),3、一个工作循环由四个冲程组成,每个工作循环活塞往复运动_次,曲轴和飞轮转动_周,对外做_次功。辅助冲程是靠飞轮的_性完成的。,3、柴油机,柴油机也是常见的热机。它是用_作为燃料来工作的热机。,柴油机的构造,_,_,_,_,_,_,_,3、柴油机,柴油机的工作原理与汽油机大致相同,如图是柴油机的结构图,,与汽油机比较一下,想一想它是怎样工作的。,吸气冲程,空气,进气门_, 排气门_。 活塞由_端向_端运动,将_吸进气缸。,空气,压缩冲程,进气门和排气门_, 活塞向_运动,活塞把空气压缩得很小,空气的压强更_,温度更_。 在压缩冲程末,缸内空气温度已超过柴油的着火点。,大,高,做功冲程
9、,在压缩冲程末,从_ 喷出的雾状_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_运动,并通过连杆带动曲轴转动。,喷油嘴,柴油,排气冲程,燃烧后的废气,进气门_,排气门_,活塞向_运动,把_排出气缸。,吸气冲程:柴油机吸入汽缸中的只是_而不像汽油机那样吸入的是_的混合物。 压缩冲程:活塞将汽缸内的空气压缩成高温的气体,其温度超过柴油的燃点。 做功冲程:在压缩冲程的最后状态,由_向汽缸内喷射雾状的_,这些雾状的_在汽缸内高温的空气中燃烧起来,这种点火方式称为_式。由于雾状柴油的燃烧,使得汽缸内的压强急剧增大,气体对活塞做功,将活塞推向汽缸的下端。 排气冲程:与汽油机的情况相同,都是把废气
10、排出汽缸,为下一个循环做好准备。 与汽油机的异同?,柴油机比汽油机要笨重些,但柴油机的效率_,功率_,并且柴油的价格又比汽油便宜,因而多用在拖拉机、坦克、轮船、内燃机车、载重汽车以及小型发电机上。,柴油机,柴油机分别在火车,坦克,轮船和挖土机上的运用.,汽油机和柴油机的异同,课堂小结 1.热机. 2.内燃机分为汽油机和柴油机. 3.汽油机和柴油机的相同点和不同点.,1.四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).( )四个冲程组成的. 2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( )冲程,做功冲程是( )能转化为( )能. 3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).柴油机吸入汽缸的是(
11、 ),点火方式是( ).,思考:,知识应用,2某四冲程汽油机,曲轴转速1200转/分,则该汽油机每秒做功 次,有 个冲程, 飞轮转 周.,1.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转动的情况,下列说法正确的是( ) A.做功10次,飞轮转40周 B.做功40次,飞轮转20周 C.做功10次,飞轮转20周 D.做功20次,飞轮转10周,C,10,40,20,你会吗?,机械,内,机械,内,5,吸气,2,压缩,做功,排气,1,利用飞轮的惯性完成其他三个辅助冲程,第二课时 燃料及其热值:,柴、煤炭、煤油、煤气、天然气;,一、燃料的分类:,固体燃料、液体燃料和气体燃料。,例如:,二、 燃料燃烧的
12、化学反应:,能量转化: 作用: 猜测:,化学能-内能/热能;,给人类提供绝大部分能量,来加热或做功;,相同质量的不同燃料,完全燃烧时放出的热量相同吗 ?,三、热值 燃料的燃烧是一种化学反应,燃烧过程中,储存在燃料中的化学能被释放,转变为内能。相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的。,1、定义:,2、单位,符号:,(类比:速度或密度的单位 ),指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是q。,J/kg, (J/m3),3、燃料的热值表、意义:,P139一些燃料的热值,木炭: 3.4107J/kg,1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J.,煤气:,3.9107J/m3,物理意
13、义:,1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J.,物理意义:,练习:,1kg汽油的热值小,2kg汽油的热值大? 1m天然气完全燃烧的热值大,未完全燃烧的热值小? 1kg干木柴完全燃烧放出的热量?2kg?,四、计算热量公式:,1,公式:,Q放=mq (即质量乘以热值),2,例题:,小明某次用火炉烧水时,共消耗了1.5kg的烟 煤,试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的 热量(烟煤的热值q=2.7107J/kg)?,解:Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107J,答:这些煤完全燃烧放出的热量为4.05107J,Q=mq,5kg40的水烧开,需要完全燃烧的多少kg的干木柴?(燃
14、料完全燃烧放热全部被水吸收),五、燃料的利用率:,思考: 上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤,这些煤 完全燃烧放出的热量为4.05107J,实际放 出的热量是4.05107J吗?为什么?水实际 吸收的热量呢?,水实际吸收的热量,称为有效利用的热量。,五、燃料的利用率:,1、炉子的效率:,1)定义:,2)公式:,有效利用的热量(水吸收的热量)与 燃料完 全燃烧放出的热量之比。,五、燃料的利用率:,2、提高燃料利用率,节约能源的措施:,1)使煤充分燃烧:将煤磨成煤粒,加大 送风量。,2)加大受热面积,减少烟气带走的热量:,五、燃料的利用率:,3、热机的效率:,1)定义:,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。,2)公式:,=,Q放,W有,3)在内燃机中,燃料所释放的能量都到哪里去了?,做有用功的能量,废气带走的能量,汽缸散热及摩擦损失的能量,损耗1: _,损耗2: ,损耗3: _,燃料燃烧产生能量,在热机的各种能量的损失中, _带走的能量最多.,设法利用热机_的能量,是提高燃料利用率的重要措施。,做有用功,燃烧不完全,废气带走,机件发热散失,机件摩擦损失,废气