1、14.1 熱機一、熱機工作原理一、熱機工作原理 如圖所示，在試管內如圖所示，在試管內裝些水，用橡皮塞塞住，裝些水，用橡皮塞塞住，加熱加熱使水沸騰，會看到什使水沸騰，會看到什么現象？么現象？在這一過程中在這一過程中能量能量如何轉如何轉化呢？化呢？燃料的燃料的化學化學能通過燃燒轉化為能通過燃燒轉化為內內能，又通過做功能，又通過做功，把，把內內能轉變成能轉變成機械機械能。從而使機械獲得動力。能。從而使機械獲得動力。熱機熱機：將燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣的將燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣的內能轉內能轉化為機械能化為機械能的裝置的裝置.3二、熱機種類二、熱機種類蒸汽機蒸汽機內燃機內燃機汽輪機汽輪機噴氣發動機

2、噴氣發動機 三、內燃機：三、內燃機：汽汽油油機機柴柴油油機機6汽汽油油機機結結構構圖圖火花塞火花塞活塞活塞排氣門排氣門進氣門進氣門汽缸汽缸連桿連桿曲軸曲軸主體是主體是汽缸汽缸，它的頂部有，它的頂部有進氣門進氣門和和排氣門排氣門，頂，頂部有部有火花塞火花塞，下部有，下部有活塞活塞，它通過，它通過連桿連桿與與 曲軸曲軸 相連，它的移動通過連桿帶動曲軸轉動。相連，它的移動通過連桿帶動曲軸轉動。 汽油機工作時，活塞汽油機工作時，活塞在汽缸里做往復運動，活在汽缸里做往復運動，活塞從汽缸的一端運動到另塞從汽缸的一端運動到另一端的過程叫做一端的過程叫做沖程沖程。2、一個、一個工作循環工作循環： 把這四個沖程

3、稱為一把這四個沖程稱為一個工作循環。個工作循環。1、一個、一個沖程沖程： 四、汽油機的工作過程四、汽油機的工作過程汽油機的四個沖程汽油機的四個沖程名稱名稱進氣門進氣門 排氣門排氣門活塞活塞能量轉化能量轉化作用作用吸氣吸氣 /壓縮壓縮做功做功排氣排氣 / 打開打開 關閉關閉關閉關閉關閉關閉關閉關閉關閉關閉關閉關閉打開打開向向下下向向上上向向下下向向上上機械能機械能- -內內能能內內能能- -機械能機械能壓縮壓縮氣體氣體對外對外做功做功吸入吸入氣體氣體排出排出氣體氣體一個工作循環吸氣吸氣沖程沖程壓縮壓縮沖程沖程做功做功沖程沖程排氣排氣沖程沖程內燃機四沖程的判斷方法：內燃機四沖程的判斷方法：汽油機工

4、作原理汽油機工作原理一看活塞的運動方向；二看氣門關閉狀態。一看活塞的運動方向；二看氣門關閉狀態。開機關機汽油機與柴油機的對照曲軸連桿活塞進氣門排氣門火花塞噴油嘴排氣門進氣門活塞連桿曲軸汽油機汽油機柴油機柴油機不不同同點點構造構造燃料燃料吸氣吸氣點火方式點火方式效率效率優缺點優缺點優點優點缺點缺點應用應用汽油汽油 柴油柴油 火花塞火花塞 噴油嘴噴油嘴 汽油和空氣的混合物汽油和空氣的混合物空氣空氣 點燃式點燃式 壓燃式壓燃式 低低 高高 輕巧輕巧 燃料便宜、效率高燃料便宜、效率高 燃料貴、效率低燃料貴、效率低 笨重笨重 輕型汽車、摩托車輕型汽車、摩托車 輪船、火車輪船、火車 汽油機與柴油機的對照汽

5、油機與柴油機的對照1 1、都是燃料在、都是燃料在汽缸汽缸中燃燒。中燃燒。2 2、都是將、都是將內能轉化為機械能內能轉化為機械能的機器。的機器。3 3、都是由吸氣、壓縮、做功、排氣、都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程四個沖程構成構成一個一個工作循環工作循環，曲軸和飛輪轉動，曲軸和飛輪轉動兩周兩周，活塞往復兩次活塞往復兩次，對對外做功一次外做功一次。4 4、都是、都是先靠外力使飛輪和曲軸轉動起來先靠外力使飛輪和曲軸轉動起來，只有做功沖，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。5 5、排氣沖程排出、排氣沖程排出廢氣相同廢氣相同。相同點相同點1.1.

6、定義：定義：五、熱值五、熱值1kg 某種燃料完全燃燒放出的熱某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的量，叫做這種燃料的熱值熱值。 熱值是燃料的特性，不是所有物質都具有的特性熱值是燃料的特性，不是所有物質都具有的特性。它反映的是燃料燃燒過程中放熱本領大小的物理量。它反映的是燃料燃燒過程中放熱本領大小的物理量。（1m3）2.2.公式：公式：Qmq=3.3.單位：單位：焦每千克，符號焦每千克，符號J/kg4.4.意義：意義：表示相同質量表示相同質量 的不同燃料完全的不同燃料完全燃燒時放出的熱量不同。燃燒時放出的熱量不同。QVq=（體積）（體積）（焦每米焦每米3，符號，符號J/m3）幾種燃料的熱值（

7、焦幾種燃料的熱值（焦/千克）千克） 氫氫1.4 108 汽油汽油4.6 107 酒精酒精3.0107 柴油柴油3.3 107 煤氣（約）煤氣（約）3.9 107 煤油煤油4.6 107 天然氣天然氣7.18.8 107 煙煤（約）煙煤（約）2.9 107 無煙煤（約）無煙煤（約）3.4 107 焦炭焦炭3.0 107 木炭木炭3.4 107 干木柴（約）干木柴（約）1.2 107 木炭木炭: 3.4107J/kg物理意義物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4107J煤氣煤氣: 3.9107J/m3物理意義物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是立方米

8、煤氣完全燃燒時放出的熱量是3.9107J有效利用燃料有效利用燃料 爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做爐子的效率。的熱量之比，叫做爐子的效率。1.1.把煤磨成煤粉，用空氣吹進爐膛，可以燃燒把煤磨成煤粉，用空氣吹進爐膛，可以燃燒得比較完全。得比較完全。2.2.不燒煤粉而燒煤粒，加大送風量，把煤粒在不燒煤粉而燒煤粒，加大送風量，把煤粒在爐膛里吹起來燃燒，可以燃燒得更充分。爐膛里吹起來燃燒，可以燃燒得更充分。3.3.用各種辦法加大受熱面，可以減少煙氣帶走用各種辦法加大受熱面，可以減少煙氣帶走的熱量。的熱量。提高鍋爐的效率和燃料的利用率的措施：提高鍋

9、爐的效率和燃料的利用率的措施： 用來做有用功的那部分能量和燃料完用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機效率。全燃燒放出的能量之比，叫做熱機效率。廢氣內能廢氣內能散熱損失散熱損失機械摩擦機械摩擦損失損失有有用用機機械械能能高溫高壓高溫高壓 燃氣燃氣燃料完全燃燒放出的能量燃料完全燃燒放出的能量熱機效率熱機效率在熱機的各種在熱機的各種能量的損失中能量的損失中, ,廢氣帶走的能廢氣帶走的能量最多量最多. .設法利用熱機廢設法利用熱機廢氣的能量，是提氣的能量，是提高燃料利用率的高燃料利用率的重要措施。重要措施。燃燒不燃燒不完全完全一、燃料的熱值一、燃料的熱值 定義：定義：1kg(

10、m1kg(m3 3) )某種燃料完全燃燒放出的熱量某種燃料完全燃燒放出的熱量 單位：焦每千克，符號：單位：焦每千克，符號：J/kgJ/kg二、熱量的計算二、熱量的計算 Q放放= =mq三、熱機效率：三、熱機效率： 我們把用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒我們把用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒后放出的能量之比叫做熱機效率。后放出的能量之比叫做熱機效率。我會應用我會應用 1. 1.某汽油機飛輪轉速為某汽油機飛輪轉速為3000r/min3000r/min，那么，每秒鐘內，那么，每秒鐘內完成完成 個沖程，活塞往復個沖程，活塞往復 次，燃氣推動活塞做功次，燃氣推動活塞做功的次數為的次數為 次。

11、次。 一個工作循環由四個沖程組成，曲軸旋轉兩周，活塞往復兩次，對外做功一個工作循環由四個沖程組成，曲軸旋轉兩周，活塞往復兩次，對外做功一次一次10050252. 2.如右圖甲、乙是內燃機工作過程中的兩個沖程的簡圖，如右圖甲、乙是內燃機工作過程中的兩個沖程的簡圖，從圖中可判定從圖中可判定 （ ） A A、甲為吸氣，乙為壓縮、甲為吸氣，乙為壓縮 B B、甲為排氣，乙為做功、甲為排氣，乙為做功 C C、甲為吸氣，乙為做功、甲為吸氣，乙為做功 D D、甲為吸氣，乙為排氣、甲為吸氣，乙為排氣3000r/min=50r/s甲乙C我會應用我會應用1.為節約能源，需提高熱機的效率。下列措為節約能源，需提高熱機的效率。下列措施中不能提高熱機效率的是施中不能提高熱機效率的是 （ ） A 盡量使燃料充分燃燒盡量使燃料充分燃燒 B 盡量增加熱機的工作時間盡量增加熱機的工作時間 C 盡量減少廢氣帶走的熱量盡量減少廢氣帶走的熱量 D 盡量減少熱機部件間的摩擦盡量減少熱機部件間的摩擦BQ放放=q mQ=cmtQ= I2RtQ放放= q例題：把例題：把5kg40的水燒開，需要完全燃燒多少的水燒開，需要完全燃燒多少k