第十四章内能的利用第1节热机学习目标：1、通过实验，了解利用内能可以做功；2、初步了解四冲程汽油机的构造和工作过程（重点）；3、了解柴油机和汽油机工作过程的异同点（难点）；4、知道汽油机和柴油机工作过程中的能量转化。自学指导：自学教材17-20页，思考以下问题，时间6分钟。1、17页图14.1-1中，存在的能量转化是怎样的？2、汽油机的结构主要包括什么？各是如何工作的？3、汽油机的四冲程依次是什么？4、柴油机与汽油机的异同点有什么？自学检测：1、合上教材，独立完成；2、书写整洁不勾抹；3、时间：5分钟。自学检测答案：1、D2、C3、D看一看想一想：如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热一段时间，会看到什么现象？在这一过程中能量如何转化呢？由实验得到了以下结论：1、酒精燃烧的化学能转化为水和水蒸汽的内能；2、水蒸汽对活塞做功，又将内能转化成机械能，从而使活塞获得了动力。热机：煤炭、汽油和柴油等燃料燃烧时，将储存的化学能转化为蒸汽或燃气的内能，各种将蒸汽或燃气的内能转化为机械能的发动机称为热机。热机的种类：蒸汽机内燃机汽轮机喷气发动机内燃机是热机的一种,是燃料在汽缸内燃烧的热机。内燃机分为汽油机和柴油机。汽油机柴油机汽油机的构造火花塞汽缸进气门活塞连杆排气门曲轴主体是气缸，它的顶部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，它通过连杆与曲轴相连，它的移动通过连杆带动曲轴转动。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：一看活塞的运动方向；二看气门关闭状态。汽油机工作原理吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能。吸气冲程汽油和空气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，进气门关闭，曲轴转动半圈。压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高。曲轴转动半圈。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。排气冲程燃烧后的废气进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。当活塞运动到汽缸的最上端，排气门关闭，曲轴转动半圈。▲汽油机1个工作循环包括4冲程，活塞往复2次，曲轴转动2圈，做功1次。▲四冲程汽油机的四个冲程，只有做功冲程对外做功，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惯性来保持运动。▲热机是把内能转化为机械能的机器，在压缩冲程中曲轴连杆的机械能转化为气体的内能，在做功冲程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转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作。柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门汽缸曲轴柴油机工作原理吸气冲程压缩冲程做功冲程排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，将空气吸进汽缸。压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。做功冲程在压缩冲程末，从喷油嘴喷出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，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。排气冲程燃烧后的废气进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。1、都是燃料在汽缸中燃烧。2、都是将内能转化为机械能的机器。3、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，对外做功一次。4、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。5、排气冲程排出废气相同。相同点不同点1.构造：汽油机气缸顶部有火花塞;柴油机气缸顶部有喷油嘴。2.燃料：汽油机是汽油;柴油机是柴油。3.吸气：汽油机吸进汽油和空气的混合气体；柴油机只吸进空气。4.点火：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。深入学习：1、独立自主完成；2、书写整洁；3、时间：5分钟。深入学习答案：1、增大、压缩、12002、（1）2.7×103N（2）135J（3）2025W课堂小结：1、热机的原理；2、热机的分类；3、汽油机的四冲程（14221）；4、汽油机与柴油机的异同。当堂训练：1、独立自主完成；2、书写整洁；3、时间：3分钟。 |
