7.3 热热 机机神州十一号宇宙飞船火箭升空神州十一号宇宙飞船火箭升空 1 1、你知道神州十一号宇宙飞、你知道神州十一号宇宙飞船升空用的是什么燃料？船升空用的是什么燃料？2 2、为什么火箭升空用的燃料、为什么火箭升空用的燃料是液氢而不是汽油或柴油是液氢而不是汽油或柴油? ? 3 3、能量是如何转化的？、能量是如何转化的？ 思考二：思考二：下表是质量均为下表是质量均为1Kg1Kg一些燃料完全燃烧一些燃料完全燃烧后放出的热量（焦），你能获得哪些信后放出的热量（焦），你能获得哪些信息？息？干木柴 约1.3×107酒精 3.0×107焦炭 3.0×107烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107氢 1.4×108无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107木炭 3.4×107干木柴 约1.3×107酒精 3.0×107焦炭 3.0×107烟煤 约2.9×107 柴油 4.3×107氢 1.4×108无烟煤 约3.4×107 汽油 4.6×107木炭 3.4×107干木柴干木柴 约约1.3×107酒精酒精 3.0×107焦炭焦炭 3.0×107烟煤烟煤 约约2.9×107 柴油柴油 4.3×107氢氢 1.4×108无烟煤无烟煤 约约3.4×107 汽油汽油 4.6×107木炭木炭 3.4×107阅 1 1千克千克某种燃料某种燃料完全完全燃烧时放出的热量燃烧时放出的热量（用（用q q表示），叫做这种燃料的热值。
表示），叫做这种燃料的热值1 1、、单位：焦单位：焦/ /千克（千克（J/kgJ/kg）2 2、、热值是物质的特性，不同物质热值一般不同热值是物质的特性，不同物质热值一般不同3 3、、q q汽油汽油=4.6=4.6××10107 7J/kg J/kg 表示的意义表示的意义? ?1Kg1Kg汽油完全燃烧放出的热量为汽油完全燃烧放出的热量为4.64.6××10107 7J J一、热值一、热值 教师演示实验教师演示实验：：请大家分析这个实验的能量转请大家分析这个实验的能量转化情况？化情况？思考三：思考三：1、同学叙述刚才观察到、同学叙述刚才观察到的实验现象并从能量的实验现象并从能量的角度进行解释的角度进行解释2、利用这个原理在实际、利用这个原理在实际中有什么应用？中有什么应用？3、实验中热量是否有损、实验中热量是否有损失？可采用什么方法提失？可采用什么方法提高效率？高效率？高？ 学生活动一：学生活动一： 汽油机模型实验汽油机模型实验自主学习自主学习b b思考四：思考四：让学生比较两个实验的区别与联系？：问题 二、利用内能来做功二、利用内能来做功1.利用内能来做功时利用内能来做功时的能量的转化和转移。
的能量的转化和转移酒精燃烧酒精燃烧——化学能转化为内能和光能化学能转化为内能和光能加热试管和水加热试管和水—— 内能的转移内能的转移水蒸气对瓶塞做功水蒸气对瓶塞做功——内能转化为机械能内能转化为机械能水蒸气对外做功，内能减少，温度降水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，液化成小水珠，瓶口出现白雾低，液化成小水珠，瓶口出现白雾燃料的燃料的化学能化学能工作物质工作物质的内能的内能机械能机械能燃烧燃烧做功做功 2.热机热机热机是通过燃料燃烧获得内能并转化热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置为机械能的装置利用燃料燃烧释放出内能，并通过工利用燃料燃烧释放出内能，并通过工作物质作物质(水蒸气、燃气水蒸气、燃气)，对外做功，将，对外做功，将内能转化为机械能内能转化为机械能3.对内能的利用对内能的利用⑴⑴利用内能对外做功利用内能对外做功⑵⑵利用内能直接加热物体利用内能直接加热物体 学生活动二：学生活动二：对照汽油机模型与课本相关章节，对照汽油机模型与课本相关章节，小组合作完成下列问题：小组合作完成下列问题：思考五：思考五：1、请大家根据课本仔细对照模型汽油机、请大家根据课本仔细对照模型汽油机、柴油机分别有哪些结构？柴油机分别有哪些结构？2 2、一个冲程是如何规定的？一个工作循环、一个冲程是如何规定的？一个工作循环有几个冲程？有几个冲程？3 3、各冲程、各冲程进气门进气门和和排气门的开闭、活塞上、排气门的开闭、活塞上、下下运动情况、能量转化填入表格？运动情况、能量转化填入表格？ 4、请将各冲程的工作情况填入表格： 进气门（开、进气门（开、关）关）排气门（开、排气门（开、关）关）活塞（上、活塞（上、下）下）能量的转化能量的转化吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程 4 4、、吸气冲程吸入的是什么物质？点火在哪个吸气冲程吸入的是什么物质？点火在哪个冲程完成？冲程完成？5 5、四个冲程实现对外做功是哪个冲程？其他、四个冲程实现对外做功是哪个冲程？其他三个冲程靠什么完成？三个冲程靠什么完成？ 汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴主体是主体是气缸气缸，它的顶部有，它的顶部有进气门进气门和和排气门排气门，顶部有，顶部有火花塞火花塞，下，下部有部有活塞活塞，它通过，它通过连杆连杆与与 曲轴曲轴 相连，它的移动通过连杆带动相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。
曲轴转动 汽油机的工作过程汽油机的工作过程 活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的一次单向运动过程，叫做一个冲程动到另一端的一次单向运动过程，叫做一个冲程 内燃机四冲程的判断方法：一看活塞的运动内燃机四冲程的判断方法：一看活塞的运动方向；二看气门关闭状态方向；二看气门关闭状态 汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程 燃料在汽缸中燃烧时，，将存储的燃料在汽缸中燃烧时，，将存储的化学能化学能转变为高温高压的转变为高温高压的燃气（蒸汽）的燃气（蒸汽）的内能内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功做功，由，由内内能能转变为转变为机械能机械能 吸气冲程吸气冲程汽油和空气 进气门进气门打开，打开，排气门排气门关闭活塞活塞由由上端上端向向下端下端运动，运动，汽油汽油和和空气空气组成的组成的燃料混合物从燃料混合物从进气门进气门吸入吸入气缸气缸当活塞运动到汽缸当活塞运动到汽缸的的最下端最下端，，进气门进气门关闭，关闭， 曲轴转动曲轴转动半半圈。
圈 压缩冲程压缩冲程 进气门进气门和和排气门排气门都都关关闭闭，，活塞活塞向上向上运动，运动，压缩压缩汽缸内燃料混合物，温度汽缸内燃料混合物，温度升高曲轴转动升高曲轴转动半半圈 做功冲程做功冲程 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半圈 排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门进气门关闭关闭，，排气门排气门打开打开，，活塞活塞向向上上运动，把运动，把废气排出气缸当废气排出气缸当活塞活塞运运动到汽缸的动到汽缸的最上端最上端，，排气排气门门关闭关闭，， 曲轴曲轴转动转动半半圈 思考与讨论：思考与讨论：1.1.一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动一个工作循环中，活塞往返几次，曲轴转动 几周？做功几次？几周？做功几次？ 一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次转动两周，做功一次2.2.一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余一个工作循环中，哪个冲程对外做功？其余冲程是靠什么完成的？冲程是靠什么完成的？ 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，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。
其余三个冲程靠飞轮惯性完成 ▲▲汽油机一个工作循环包括汽油机一个工作循环包括4 4冲程，活塞往复冲程，活塞往复2 2次，次，曲轴转动曲轴转动2 2圈，做功圈，做功1 1次有2 2次能量转化次能量转化▲▲四冲程汽油机的四个冲程，只有四冲程汽油机的四个冲程，只有做功冲程做功冲程对外做对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在曲轴上的飞轮的曲轴上的飞轮的惯性惯性来保持运动来保持运动▲▲热机是把内能转化为机械能的机器，在热机是把内能转化为机械能的机器，在压缩冲程压缩冲程中曲轴连杆的机械能转化为气体的中曲轴连杆的机械能转化为气体的内能内能，在，在做功冲做功冲程程中内能转化为机械能中内能转化为机械能 ▲ ▲汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作 学生活动三：学生活动三：对照汽油机对照汽油机与柴油机模型，与柴油机模型，※思考六：思考六：1、比较汽油机与柴油机结构、比较汽油机与柴油机结构的区别有什么不同？的区别有什么不同？2、工作过程有什么相同之处、工作过程有什么相同之处与区别？与区别？3、它们各自有什么优缺点？、它们各自有什么优缺点？4、哪些地方导致热量的损、哪些地方导致热量的损失？请你谈谈如何提高热机的失？请你谈谈如何提高热机的效率？效率？ 柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴 柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程 吸气冲程吸气冲程空气 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 压缩冲程压缩冲程 进气门进气门和和排气门排气门都都关闭关闭，，活塞活塞向上向上运动，运动，活塞活塞把空气压缩得很把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高小，空气的压强更大，温度更高在压缩冲程末，缸内空气温度已在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点超过柴油的着火点 做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从在压缩冲程末，从喷油嘴喷油嘴喷出喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃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，推动活烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向塞向下下运动，并通过连杆带动曲轴运动，并通过连杆带动曲轴转动 排气冲程排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸塞向上运动，把废气排出气缸 想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？汽油机和柴油机汽油机和柴油机 的异同点比较的异同点比较 1.1.都是燃料在汽缸中燃烧都是燃料在汽缸中燃烧2.2.都是将内能转化为机械能的机器。
都是将内能转化为机械能的机器3.3.都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，活塞往复两次，对工作循环，曲轴和飞轮转动两周，活塞往复两次，对外做功一次外做功一次4.4.都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有做功冲都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成5.5.排气冲程排出废气相同排气冲程排出废气相同相同点相同点 喷油嘴喷油嘴火花塞火花塞汽油机、柴油机结构比较汽油机、柴油机结构比较 不同点不同点1.1.构造构造：：汽油机汽油机气缸顶部有气缸顶部有火花塞火花塞; ;柴油机柴油机气缸顶部有气缸顶部有喷喷油嘴油嘴2.2.燃料燃料：：汽油机汽油机是是汽油汽油; ;柴油机柴油机是是柴油3.3.吸气吸气：：汽油机汽油机吸进汽油和空气的吸进汽油和空气的混合气体混合气体；；柴油机柴油机只只吸进吸进空气空气4.4.点火点火：：汽油机汽油机属属点燃式点燃式点火，点火，柴油机柴油机属属压燃式压燃式点火 D.D.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，效率低，常用在汽油机比较轻巧，效率低，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
汽车、飞机和小型农业机械上面1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，效率高，但柴油机比柴油比较便宜，效率高，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面 五、火箭五、火箭1 1、火箭是火箭发动机的简称火箭是火箭发动机的简称2 2、火箭是一种新型的热机火箭是一种新型的热机3 3、火箭是发射人造卫星和宇宙飞船、火箭是发射人造卫星和宇宙飞船 的动力装置的动力装置4 4、火箭发动机必须自带氧化剂火箭发动机必须自带氧化剂5 5、火箭的工作原理：利用、火箭的工作原理：利用 反冲作用反冲作用 动力 火箭工作的能量转化：火箭工作的能量转化： 燃料的化学能转化为燃气的内能，燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气的内能转化为火箭的机械能燃气的内能转化为火箭的机械能 1.1.定义：定义：1 1千克某种燃料完全燃千克某种燃料完全燃 烧放出的热量烧放出的热量2.2.单位：焦单位：焦/ /千克（千克（J/kgJ/kg））燃料的燃料的热值热值3.3.物理意义：燃料燃烧过程中释物理意义：燃料燃烧过程中释 放热量本领大小的。
放热量本领大小的 1.1.利用内能直接加热利用内能直接加热2.2.利用内能做功利用内能做功内内能能利利用用3.3.热机热机内燃机内燃机 汽油机汽油机柴油机柴油机构造构造火箭火箭构造构造4.4.内能利用及热机效率和环境保护内能利用及热机效率和环境保护工作原理工作原理工作原理工作原理、 b b作业：作业：b b1 1、书面作业：见作业本、书面作业：见作业本b b2 2、课外实践作业：调查日产汽车与、课外实践作业：调查日产汽车与欧美汽车发动机的性能差异，写一欧美汽车发动机的性能差异，写一篇文章篇文章 1. 1. 一杯煤油倒掉一半，以下说法正确一杯煤油倒掉一半，以下说法正确的是（的是（ ））A A 比热和热值均不变比热和热值均不变B B 比热和热值均减少一半比热和热值均减少一半C C 比热减少一半，热值不变比热减少一半，热值不变D D 热值不变，比热减少一半热值不变，比热减少一半A练习练习 2 2、汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃、汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将烧时将 能转化为能转化为 能，从而产生能，从而产生高温高压的高温高压的 气体推动活塞对外做功。
如图气体推动活塞对外做功如图所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由所示是四冲程汽油机工作状态的示意图，由图可以看出，此时它正处在图可以看出，此时它正处在 冲程冲程化学化学内内压缩压缩 3、在汽油机工作的四个冲程中，将内能、在汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是（ 转化为机械能的是（ ） ）A. 做功冲程做功冲程 B．． 压缩冲程压缩冲程 C．． 吸气冲程吸气冲程 D．． 排气冲程排气冲程A A 。