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1、热 机【学习目标】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,认识热机效率重点:汽油机的工作原理及能的转化过程,燃料的热值 难点:热机中的能量转化及损失,了解热机效率【学习过程】一、自主学习,合作探究: 1、观察图16.4-1的实验并思考酒精灯对试管中水加热时,水的内能变化情况。思考:(1)看到什么现象? (2)木塞被顶开,是谁对它做了功? (3)水蒸气既然能够对木塞做功,说明水蒸气具有能,它具有的是什么能? (4)在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的? (5)在这个过程中,有没有不同形式能量的
2、相互转化? 上面的装置就是一个简单原始的热机。热机是把 转化为 的机器,如: 、 、 等。2、汽油机(1)汽油机是利用 作燃料来工作的。项目四冲程气门开合活塞运动能量转化吸气冲程进气门 排气门 向 运动 冲程进气门 排气门 向 运动能转化为 能做功冲程进气门 排气门 向 运动能转化为 能 冲程进气门 排气门 向 运动(2)了解内燃机的构造(3)工作过程依据柴油机模型,观察、填写、汇报,并找出不同之处:(1)柴油机是利用 作燃料来工作的。(2)构造的不同之处。(3)工作过程的不同之处:吸入气体的不同 汽油机 柴油机 点燃方式 汽油机 柴油机 ;柴油机比汽油机压缩气体的程度 (高或低)。 小结:一
3、个工作循环有 个冲程,飞轮转动 周,对外做功 次,活塞往复 次,第 个冲程对外做功,其他冲程靠飞轮的 惯性 完成。看课本P1819页研究内燃机结构及工作原理(1)汽油机(最常见的内燃机,以汽油或柴油为燃料,分别叫做汽油机和柴油机)构造:进气门,排气门,火花塞,气缸,活塞,连杆,曲轴。冲程:活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程工作原理。内燃机的工作过程以一个循环为一个单元,一个循环又分为四个冲程开始工作前,活塞位于气缸上端,进、排气门均关闭。工作时,活塞由上向下运动,进气门打开,排气门仍关闭。由于缸内体积增大,压强减小,空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程活塞运动到最下端,就开始转为
4、向上运动。这时进气门、排气门都关闭,混合气体被强行压缩,使气体的温度升高,压强增大。这是第二个冲程压缩结束时虽然温度较高,但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压气体,高温高压燃气推动活塞由上向下运动,通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程做功冲程结束,活塞继续由下向上运动,进气门关闭,排气门打开,燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。此后,活塞又由上向下运动,从此进入下一轮循环。能的转化。 汽油机开动前,通过外力先使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴通过连杆带动活塞运动,消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃
5、机一旦开始做功,内能就会转化成曲轴的机械能。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。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动,靠消耗飞轮的机械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。(2)柴油机柴油机与汽油机有共同的地方,也有不同之处。柴油机与汽油机的相同点:都是内燃机;一个工作循环都要经历四个冲程柴油机与汽油机的不同点:构造方面:柴油机没有火花塞,而在相应位置上安装的是喷油嘴;工作过程上:吸入的气体不同(汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入的只是空气);压缩情况不同(问:柴油机压缩气体体积比汽油机要小得
6、多。所以压强更大,温度更高,这个温度早已超过了柴油的燃点);点火方式不同(汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点,从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式);用途方面不同:柴油机比汽油机便宜,但汽油机一般比柴油机轻巧,所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。 当堂练习(测)1、下列说法正确的是( ) A、炽热的铁水具有内能,冰冷的铁块不具有内能 B、汽油机工作时,在压缩冲程中内能转化为机械能 C、汽车发动机用水作为冷却物质,是因为水的比热容较大 D、“尘土飞扬”是分子在做无规则
7、运动2、四冲程内燃机工作时,做功冲程的前一个和后一个冲程分别是( )冲程 A、吸气、排气 B、吸气、压缩 C、压缩、排气 D、排气、压缩3.汽油机在某个冲程中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,此冲程是 ( )A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程4、关于热机,下列说法正确的是( )A随着科学技术的发展,热机的效率可达到100B四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程C柴油机上安装一个笨重的飞轮,是为了提高它的效率D柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大5、热机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程,其中将内能转化为机
8、械能的是_冲程.6、小王同学分析了四个常见事例中的能量转化,其中正确的是( ) A在汽油机的做功冲程中,内能转化为机械能 B电风扇正常工作过程中,电能主要转化为内能 C电热水器工作过程中,内能转化为电能 D跳水运动员在空中下落的过程中,动能转化为重力势能7、一台单缸四冲程汽油机,飞轮转速是1200rmin,该汽油机每秒钟内完成_个冲程,做功_次8、汽油机的一个工作循环由四个冲程组成,其中在压缩冲程中,气体的温度升高,是通过 方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度,汽缸外有一个水箱体,使汽缸被水包围着,这是通过热传递的方式减少汽缸内能的,用水来包围汽缸是因为水的 。9、单缸汽油机工作的四个冲程中,将内能转化为机械能的是_冲程,主要利用惯性来工作的冲程有_、_、_.10、汽油机的工作的四个冲程为:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,如图1所示为_冲程,在压缩冲程中,活塞压缩气体做功,气体的内能_(填增大或减小)_能转为气体的内能.3用心 爱心 专心