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1、第十章第十章 机械能、内能及其转化机械能、内能及其转化第四节第四节 热机热机 一、什么是热机一、什么是热机 将燃料燃烧时放出的内能转将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器，统称为化为机械能的机器，统称为热机。比如：内燃机、蒸汽热机。比如：内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气式发动等。机、汽轮机、喷气式发动等。 瓦特在瓦特在1763176317641764年制造了年制造了第一台蒸汽机，第一台蒸汽机，17821782年发明了年发明了 联动式蒸汽机联动式蒸汽机, ,17851785年发明工年发明工业用蒸汽机。业用蒸汽机。 瓦特在瓦特在1763176317641764年制造的第一台蒸汽机年制造的第一台蒸汽机
2、内燃机：内燃机： 燃料在气缸内燃烧的热机燃料在气缸内燃烧的热机汽缸为星型排列的老式飞机内燃机结构原理图汽缸为星型排列的老式飞机内燃机结构原理图汽轮机汽轮机汽轮机汽轮机发电机发电机锅锅炉炉给水泵给水泵热源热源冷却海水冷却海水冷冷凝凝器器火力发电厂工作原理火力发电厂工作原理喷气式发动机喷气式发动机二、内燃机的构造及工作原理二、内燃机的构造及工作原理常见的内燃机：汽油机和柴油机常见的内燃机：汽油机和柴油机1. 1. 汽油机汽油机a. a. 汽油机结构汽油机结构b. b. 汽油机的工作过程及特点汽油机的工作过程及特点 演示演示一个循环又分为四个冲程：一个循环又分为四个冲程： 吸气冲程：吸气冲程： 空气
3、和汽油的混合气体被吸入气缸空气和汽油的混合气体被吸入气缸 压缩冲程：压缩冲程： 混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大压强增大 做功冲程：做功冲程： 火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压气火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带体，高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动，实现了内能向机械能的转化动曲轴转动，实现了内能向机械能的转化排气冲程：排气冲程： 活塞继续向上运动，排气门打开，废气被排出活塞继续向上运动，排气门打开，废气被排出c. c. 能的转化：能的转化：在做功冲程燃气对活塞做
4、功，内能转化为机械能在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。d. d. 在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次， 曲轴转两周，飞轮转两周，对外做一次功。曲轴转两周，飞轮转两周，对外做一次功。2. 2. 柴油机柴油机a. a. 结构结构b. b. 工作过程及特点工作过程及特点一个循环又分为四个冲程：一个循环又分为四个冲程： 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： 只有空气被吸入气缸只有空气被吸入气缸 将空气压缩成高温气体，温度超过柴油的燃点
5、将空气压缩成高温气体，温度超过柴油的燃点 喷油嘴喷射雾状柴油，柴油燃烧，气体做功喷油嘴喷射雾状柴油，柴油燃烧，气体做功 c. c. 能的转化：能的转化：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。 演示演示 活塞继续向上运动，排气门打开，废气被排出活塞继续向上运动，排气门打开，废气被排出汽油和柴油机异同点汽油和柴油机异同点1. 1. 相同点相同点2. 2. 不同点不同点三、几个思考问题三、几个思考问题1. 1. 内燃机一个工作循环是内燃机一个工作循环是 个程；活塞往复个程；活塞往复 次次 ；
6、曲轴转；曲轴转动动 周。周。2. 2. 内燃机的第一个工作循环是怎样开始内燃机的第一个工作循环是怎样开始工作的？工作的？3. 3. 除作功冲程外的三个冲程是怎样工作除作功冲程外的三个冲程是怎样工作的？的？4. 4. 压缩冲程的是压缩冲程的是 能转化为能能转化为能的。的。5. 5. 燃料燃烧释放出的内能是全部转化为燃料燃烧释放出的内能是全部转化为机械能了吗？四冲程式内燃机的效率约机械能了吗？四冲程式内燃机的效率约为多少？为多少？燃气内能燃气内能100100： 废气带走的内能约废气带走的内能约4040 有用机械能有用机械能2525 散热损失散热损失2020 机械损失机械损失1515汽油机效率约为汽油机效率约为20203030柴油机效率约为柴油机效率约为30304545作业：作业：1. 1. 汽车给我们带来了汽车给我们带来了2. 2. 谈谈你对未来汽车的谈谈你对未来汽车的设想。设想。谢谢 谢！谢！
