10.4　热机 （教学课件（26页PPT））- 初中物理北师大版（2024）九年级全一册

(课件网) 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理 了解汽油机和柴油机的构造并掌握其工作原理 能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化 热机是怎样将内能转化为我们所需要的能量的呢？ 古老的热机—蒸汽机的发明给人类带来了巨大的动力。 讨论这个实验过程中不同形式的能量之间转化的情况。 燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气； 水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。 热机：将燃料燃烧产生的高温、高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。 热机的种类很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 火箭发动机 喷气发动机 蒸汽机车 火电站的汽轮机 知识点一　热机的种类 常见的内燃机通过燃料在机器内部燃烧把内能转化为机械能， 通常包括汽油机和柴油机两大类。 柴油机 汽油机 汽油机的构造：汽油机的主体是一个汽缸，汽缸内有一个活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞。 知识点二　汽油机　 汽油机工作原理 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。 汽油机的工作过程是怎样的呢？ 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 (1)冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 (2)四冲程汽油机的工作冲程：由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，如下面的四幅图所示。 汽油机的工作过程 活塞由最上端向下运动，进气门打开，排气门关闭，汽油和空气的混合物从进气门被吸人汽缸。 当活塞运动到最下端时，进气门关闭。 (3)每个工作冲程运作详情 ①吸气冲程 混合物 进气门和排气门都关闭，活塞由最下端向上运动，燃料混合物被压缩，汽缸内温度升高，气压增大。 ②压缩冲程 机械能转化为内能。 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物，这种点火方式称为点燃式。 燃料混合物剧烈燃烧，产生高温、高压气体，推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。 ③做功冲程 内能转化为机械能。 进气门关闭，排气门打开，活塞在转动的曲轴带动下从最下端向上运动，把废气排出汽缸，为下一个循环做好准备。 ④排气冲程 废气 (4)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。 提示：汽油机在工作时，通过连杆将活塞的平动转化为曲轴的转动，通过飞轮、进气门、排气门等部件的配合自动完成吸气、压缩、排气三个辅助冲程。这些结构使汽油机具有了能连续地将内能转化为机械能的功能。 柴油机的构造：从构造上看，柴油机和汽油机的区别主要是柴油机汽缸的顶部有一个喷油嘴，但没有火花塞。 主体是汽缸，内有活塞、通过连杆与曲轴相连，上部有进气门和排气门，顶部有喷油嘴。 知识点三　柴油机　 动画讲解柴油机的工作原理 汽油机 柴油机 基本构造和主要部件的作用相似 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 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 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次 汽油机与柴油机的相同点 汽油机与柴油机的对比 汽油机 柴油机 构造 顶部有火花塞 顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气 汽油和空气的混合气体 空气 点火 点燃式 压燃式 汽油机与柴油机的不同点 汽油机 柴油机 优点 启动快，噪音小 转速高，加速快 体积小，重量轻 热效率高，更省油 扭矩大，适合重载 寿命长，维护成本低 缺点 油耗较高 功率相对较小 噪音和振动大 启动较慢，低温启动困难 排放颗粒物较多 适用场景 轿车、摩托车等轻型车辆 卡车、轮船、工程机械等重型设备 汽油机和柴油机的优缺点 知识 ... ...