14.1 热机 课件 (共25张PPT) 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

(课件网) 第十四章 内能的利用 第1节 热机 1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理。 2.知道汽油机的构造和工作过程。 3.知道柴油机的构造和工作过程。 学习目标 演示 如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间， 观察现象。 现象：软木塞冲出，试管口处出现“白雾” 说明：水蒸气对木塞做功，内能减少 工作原理：燃料燃烧时，化学能转化为内能 软木塞冲出时 ，内能转化为机械能 这个实验，展示了人类利用内能的过程 新知导入 人类是通过什么来利用内能的呢？ 1.定义： 把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，称为热机。 2.分类： 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等。 蒸汽机车 火箭发动机 喷气发动机 火电站的汽轮机 燃料的化学能 燃气的内能 物体的机械能 燃烧 做功 一、热机 新知学习 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机两大类。 汽油机剖面图 柴油机剖面图 模拟图 火花塞 进气口 排气口 活塞 连杆 曲轴 二、汽油机 工作原理：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 旋转的曲轴通过连杆带动活塞从汽缸上部向下运动，进气阀开启，空气和汽油的混合气体通过进气道进入缸内。 吸气冲程 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 汽油和空气 两个气阀关闭，活塞在曲轴带动下，从汽缸下部向上运动，缸内混合气体被压缩，机械能转化为内能，因此，内能增加、温度升高、压强增大。 压缩冲程 进气门关闭 排气门关闭 活塞向上运动 汽缸内的燃料混合物被压缩 机械能 内能 压缩冲程结束后做功冲程开始时，汽缸顶部的火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压气体迅速膨胀，使活塞向下运动，内能转化为机械能。 做功冲程 进气门关闭 排气门关闭 活塞向下运动 对外做功 内能 点燃方式：点燃式点火 内能 机械能 曲轴因为惯性继续转动使活塞上升， 排气阀打开，将燃烧后的废气排除缸外。 排气冲程 排气门打开 活塞向上运动 把废气排出汽缸 进气门关闭 汽油机工作一个循环 1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。 2. 汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞上下往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 汽油机工作原理 冲程名称 进气门 排气门 活塞的运动 冲程的作用 能的转化 吸气冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物 ——— 压缩冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物，使其内能增大，温度升高 机械能转化为内能 做功冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动 内能转化为机械能 排气冲程 闭 开 向上 排出废气 ——— 实物图 模型图 喷油嘴 进气门 活塞 排气门 气缸 连杆 曲轴 三、柴油机 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。 空气 吸气冲程 柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 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。 机械能转化为内能 点燃方式：压燃式点火 注：柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高 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。 内能转化为机械能 排气冲程 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。 燃烧后的废气 (1)汽油机 ... ...