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12.4热机与社会发展(沪粤版-九年级上册)

发布时间:2013-10-02 09:55:24  

镰刀

马车

木帆

收割机

小轿车

巨轮

热机的使用推动了人类的文明与进步 热机是人类历史上最伟大的发明之一

一、热机
1.热机种类:

蒸汽机

燃气轮机

汽油机

柴油机

火箭发动机

喷气发动机

2.工作原理

燃料的化学能 燃 烧 内能 做 功 机械能

二、汽油机
汽油机是以汽油为燃料的内燃机,它常用 在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。

1. 汽油机外形

2. 汽油机的构造及作用
火花塞
进气门
汽油和空气形 成的燃料混合 物的进口

气缸
汽油在汽缸的顶 部燃烧而产生高 温、高压燃气

排气门 连杆 曲轴
曲轴与飞轮相连,曲 轴带动飞轮转动 燃料燃烧后 废气的出口

活塞
在汽缸内,高温、 高压燃气推动活塞 做功,将燃气的内 能转化为机械能

连杆跟活塞相连

3.内燃机的冲程
冲程:

活塞从气缸的一端运动到另一端 叫做一个冲程(也叫“行程”)。
常见汽油机是四冲程的,包括吸气、压 缩、做功、排气四个冲程,且不断循环进行。

4.汽油机工作原理
吸气冲程 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

汽油和空气组成的燃料混合物 从进气门吸入气缸。

压缩冲程

进气门和排气门都关闭,活塞向 上运动 燃料混合物被压缩,压强增大, 温度升高。 思考:能的转化 机械能转化为内能

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。 进气门和排气门都关闭 燃气推动活塞向下运动。

思考:能的转化 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 气缸。
燃 烧 后 的 废 气

汽油机工作原理

吸气冲程

压缩冲程

做功冲程

排气冲程

汽油机工作时,四个冲程周 而复始的循环,这四个冲程 叫一个工作循环。

总结:
(1)在汽油机的一个工作循环中,活塞来回 往复两次,曲轴转动两周,对外作功一次。
(2)在压缩冲程中,是机械能转化成内能,在做 功冲程中,是内能转化为机械能。 (3)能的转化: 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 。

三、柴油机
柴油机是以柴油为燃料的内燃机,常 用在载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型 机械上。 1.柴油机的构造 思考

2.柴油机工作原理
3.汽油机与柴油机的异同点

热机的工作原理

汽油机和柴油机的异同表
汽油机 柴油机

燃料

汽油
火花塞 吸入的是汽油和空气的混合气体 气压、温度相对较低 点燃式 都有四个冲程

柴油
喷油嘴 吸入的是空气 气压、温度相对较高 压燃式

不 同



结构 吸气冲程 压缩冲程 点火方式 工作循环

相 能量转化 同 点 活塞、曲轴运
动 优缺点

(1)压缩冲程:机械能转化成内能 (2)做功冲程:内能转化成机械能 每一个工作循环,活塞往复两次, 曲轴转动两周,对外做功一次。 汽油机比柴油机轻巧,柴油机比汽油机效率高。 但两者都带来了废气和噪声污染。

四、热机的效率
1.讨论交流:
热机工作时,能不能将燃料所蕴藏的化学 能全部用来对外做有用功呢?

2.热机效率:
热机工作时,用来做有用功的能量与燃料 完全燃烧放出的能量之比。 Q有用 η= Q完全



考:

如何提高热机的效率? 尽量使燃料充分燃烧 尽量减少热机部件间的摩擦

五、热机与环境
交流讨论 热机的发展和应用推动了社会的快速 发展。热机在能的转化过程中会对环境造 成一定程度的污染。请指出热机工作过程 中可能造成哪些环境污染。

1.形成大气污染
热机排出的废气:①废气温度高于环境温 度②废气含有铅、二氧化硫、二氧化氮、一 氧化碳、二氧化碳等有害物质。

2.噪声污染

1.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽 缸中的 (c ) A.压强增大,温度降低 B.压强减小,温度升高 C.压强增大,温度升高 D.压强减小,温度降低

2.根据汽油机和柴油机的区别,下列说法正确 的是 ( A) A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸 顶部是一个喷油嘴 B.汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是空气 和柴油的混合物 C.吸气冲程是内能转化为机械能 D.压缩冲程是内能转化为机械能

3.一台四冲程内燃机的飞轮转速为 1800 r/min,它1s完成 ( D ) A. 30个冲程,做了30次功 B. 60个冲程,做了60次功 C. 120个冲程,做了30次功 D. 60个冲程,做了15次功

4.汽油机工作的四个冲程中,内能转化为机械能的 冲程是 ( C) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 5.为节约能源,需提高热机的效率。下列措施中不能 提高热机效率的是 ( B) A. 尽量使燃料充分燃烧 B.尽量增加热机的工作时间 C.尽量减少废气带走的热量 D.尽量减少热机部件间的摩擦

作业:P41 第1、2题


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