第十四章内能的利用第1节热机及热机的效率学习目标：1.知道什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理。2．了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用。3.提高学习兴趣，养成乐于讨论、乐于交流的习惯。学习重点：四冲程汽油机的基本工作原理学习难点：热机中的能量转化学习过程：一、走进课堂18世纪，第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？二、探究发现 1.热机利用内能做功，把转化为___的机器。热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。机是常见的热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具，它的动力机就是内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机两类。2．汽油机（1）柴油机是利用作燃料来工作的。（2）构造：上图为四冲程汽油机的剖面图。汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端第一冲程：吸气冲程吸气冲程中燃气为什么会进入汽缸？汽缸中活塞由哪端向哪端运动？进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸第二冲程：压缩冲程压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，燃料混合物被压缩。压缩冲程末产生什么结果？。汽油机是利用什么方式点火的？。第三冲程：做功冲程做功冲程中为什么能做功？是什么能向什么能转化？在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。在发动机工作的四个行程中，只有这个冲程才实现热能转化为机械能。第四冲程：排气冲程有什么作用？排除废气的温度如何？进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。也就完成了一个工作循环。随后，曲轴依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始下一个循环。如此周而复始，发动机就不断地运转起来。3．柴油机（对比学习）（1）柴油机是利用作燃料来工作的。（2）构造：柴油机的构造和汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。（3）工作过程：柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程里吸进汽缸的只有空气。在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高。在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度很高。在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来。在做功冲程中，燃烧放出的热使得气体的压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功。由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。柴油机的工作过程并找出与汽油机的不同之处写在下面。由于柴油机工作过程压强较大，要求有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重，主要应用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。小结：一个工作循环有个冲程，飞轮转动周，对外做功次，活塞往复次，其他冲程靠飞轮的完成。（二）、燃料的热值1.我们通过燃烧燃料来获得热量，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。我们把某种燃料_______________放出的热量与其之比叫做这种燃料的热值，单位是________,符号是_______。燃料燃烧的计算公式：它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。2．然而燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小。对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的重要指标。汽油机的效率为20%~30%，柴油机的效率为30%~45%。提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。三、总结反思1.考点归纳，完成网络：定义：将内能转化为的机器。工作过程：一个工作循环包括个冲程，做功次，曲轴转动周。热机四冲程能量转化：压缩冲程中；汽油机做功冲程中。燃料的热值：是燃料的一种。效率：η=W有用/Q总四、检测反馈1．下列所列的几种机器当中，不属于热机的是()A.发电机B.蒸汽机C.火箭D.内燃机2．汽油机的一个工作 |
