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1、第十四章第十四章内能与热机内能与热机 第第 1 1 节节 热热 机机改改变变物物体体内内能能的的方方式式热传递热传递做功做功( (内能的转移内能的转移) )( (能量的转化能量的转化) )对物体做功对物体做功 内能增大内能增大物体对外做功物体对外做功 内能减小内能减小知识回顾知识回顾内能的获得：内能的获得： 通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。转化为内能。内能的利用：内能的利用： 直接加热物体直接加热物体利用内能做功利用内能做功内能的利用：内能的利用： 内能转化为机械能内能转化为机械能燃燃料料燃燃烧烧将将化化学学能能转转化化为为内内能能，又又通通过过
2、做做功功将将内内能能转转化化为为机机械械能能 如图所示，在试管里装入一些水，用软如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开在这一过程中，水蒸气膨胀时对软木塞冲开在这一过程中，水蒸气膨胀时对软木塞 ，消耗了水蒸气的一部分，消耗了水蒸气的一部分 能，转化为软能，转化为软木塞的木塞的 能能做功做功机械机械内内现象现象: :软木塞冲出软木塞冲出; ;管口有管口有“白气白气”产生产生. .说明说明: :水蒸汽对木塞做功水蒸汽对木塞做功, ,内能减少内能减少, ,它的温度下降它的温度下降, ,水蒸汽水蒸汽液化成小水珠液化成小水珠.
3、 .工作时：内能转化为机械能工作时：内能转化为机械能 一、热机：利用一、热机：利用内能做内能做功转化为机械能功转化为机械能的机械。的机械。热机热机是热力发动机的简称。是热力发动机的简称。热机是将燃料燃烧产生的高热机是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的温、高压燃气的内能转化为内能转化为机械能机械能装置。装置。1 1、热机的种类：、热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机蒸汽机蒸汽机 有一个锅炉室有一个锅炉室, ,把水加热把水加热, ,当水受热当水受热气化后变成水蒸汽气化后变成水蒸汽, ,同时体积膨胀同时体积膨胀, ,靠巨靠巨大的气压来推动活塞大的气压来推动活
4、塞运动运动, ,产生机械能产生机械能2 2、内燃机、内燃机 燃料直接在发燃料直接在发动机内燃烧产生动机内燃烧产生动力的热机动力的热机汽轮机汽轮机 将蒸汽的热能转换为机械能的将蒸汽的热能转换为机械能的叶轮式旋转原动机叶轮式旋转原动机喷气发动机喷气发动机 是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或是一种通过加速和排出的高速流体做功的热机或电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。电机，使燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃大部分喷气发动机都是依靠牛顿第三定律工作的内燃机。机。(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机3 3、内燃机分为
5、、内燃机分为汽油机汽油机和和柴油机柴油机两大类两大类 由于柴油机工作中压强较大，要求零件结构由于柴油机工作中压强较大，要求零件结构强度高，因此较笨重，主要应用在载重汽车、拖强度高，因此较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。拉机、坦克、火车、轮船上。二、汽油机二、汽油机1 1、汽油机结构：、汽油机结构：气缸、火花塞、进气门、出气缸、火花塞、进气门、出气门、活塞、连杆、曲轴气门、活塞、连杆、曲轴汽汽油油机机结结构构图图火花塞火花塞活塞活塞排气门排气门进气门进气门汽缸汽缸连杆连杆曲轴曲轴2 2、冲程：、冲程：汽油机工作汽油机工作时，活塞在汽缸里做往时，活塞在汽缸里做往复运动，复运动
6、，活塞从汽缸的活塞从汽缸的一端运动到另一端的过一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。程叫做一个冲程。3 3、汽油机的工作过程：、汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程做功冲程、排气冲程一个工作循环一个工作循环 进气门打开，排进气门打开，排气门关闭，活塞由上端气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。气门吸入气缸。1 1）吸气冲程吸气冲程 进气门和排气门都进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。强增大，温度升高。2
7、2）压缩冲程）压缩冲程能量转化？能量转化？机械能机械能内能内能 在压缩冲程未尾，在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞向下运压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲动，并通过连杆带动曲轴转动。轴转动。3 3）做功冲程）做功冲程能量转化？能量转化？机械能机械能内能内能化学能化学能从而使得汽车获得动力从而使得汽车获得动力 进气门关闭，排气门打进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废开，活塞向上运动，把废气排出气缸。气排出气缸。4 4）排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功
8、冲程做功冲程排气冲程做功冲程24汽缸内喷出汽油和空气的混合物汽缸内喷出汽油和空气的混合物 如此循环如此循环带动汽油机外轮（动能）带动汽油机外轮（动能）推动活塞（动能）推动活塞（动能）汽油在汽缸燃烧（内能）汽油在汽缸燃烧（内能）火花塞点火火花塞点火汽油机外轮惯性（动能）压缩汽缸汽油机外轮惯性（动能）压缩汽缸汽缸内喷出汽油汽缸内喷出汽油推动活塞（动能）推动活塞（动能） 带动汽油机外轮（动能）带动汽油机外轮（动能）火花塞点火火花塞点火 汽油在汽缸燃烧（内能）汽油在汽缸燃烧（内能） 一单缸四冲程汽油机转速一单缸四冲程汽油机转速1200r/min1200r/min，则每秒钟完成多少个冲程？做功多少次？则
9、每秒钟完成多少个冲程？做功多少次？1200r/min1200r/min的意思是的意思是 每分钟转每分钟转12001200圈圈每秒钟转每秒钟转 圈圈一个循环转一个循环转 圈圈 所以共所以共 个循环个循环一个循环一个循环 个冲程个冲程 所以共所以共 个冲程个冲程 每每4 4个冲程中有个冲程中有 个做功冲程个做功冲程 所以共做功所以共做功 次次20202 210104 4404011010汽油机汽油机柴油机柴油机三、柴油机三、柴油机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1 1、构造、构造2 2、柴油机工作原理、柴油机工作原理想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程
10、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？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）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。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，）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。4 4）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。3 3、汽油机和柴油机的相同点、汽油机和柴油机的相同
11、点1 1）构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴）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。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，而柴）燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。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混）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。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，柴油）点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。机属压燃式点火。4 4、汽油机和柴油机的不同点、汽油机和柴油机的不同点即将告别舞台的蒸汽机车即将告别舞台的蒸汽机车涡轮（喷气）发动机涡轮（喷气）发动机火火箭箭发发动动机机
