1、第十四章第十四章 內能的利用內能的利用第第 1 1 節節 熱熱 機機飛機的動力來飛機的動力來自什么結構？自什么結構？內能的獲得：內能的獲得： 通過燃料的燃燒，將燃料內部的化學能通過燃料的燃燒，將燃料內部的化學能轉化為內能。轉化為內能。內能的利用：內能的利用： 直接加熱物體直接加熱物體利用內能做功利用內能做功內能的利用：內能的利用： 內能轉化為機械能內能轉化為機械能燃料燃燒將化學能轉燃料燃燒將化學能轉化為內能，又通過做化為內能，又通過做功將內能轉化為機械功將內能轉化為機械能能看到的現象：看到的現象：塞子被沖出塞子被沖出能量的轉化情況：水蒸氣的內能水蒸氣的內能塞子的機械能塞子的機械能 如圖，在試管

2、內裝些水，如圖，在試管內裝些水，用橡膠塞住管口，將水加用橡膠塞住管口，將水加熱一段時間，觀察現象。熱一段時間，觀察現象。討論這個過程中不同形式討論這個過程中不同形式的能量之間轉化的情況。的能量之間轉化的情況。燃料燃燒燃料燃燒: 化學能化學能內能內能 (通過熱傳遞被水吸收）通過熱傳遞被水吸收）塞子被推開：塞子被推開：2 2、種類：、種類：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機 一、熱機一、熱機1 1、定義：、定義：利用內能做功的機械利用內能做功的機械。蒸汽機蒸汽機 有一個鍋爐室有一個鍋爐室, ,把水加熱把水加熱, ,當水受熱當水受熱氣化后變成水蒸汽氣化后變成水蒸汽,

3、 ,同時體積膨脹同時體積膨脹, ,靠巨靠巨大的氣壓來推動活塞大的氣壓來推動活塞運動運動, ,產生機械能產生機械能內燃機內燃機 燃料直接在發動機汽缸內燃燒燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機產生動力的熱機汽輪機汽輪機 將蒸汽的熱能轉換為機械能的將蒸汽的熱能轉換為機械能的葉輪式旋轉原動機葉輪式旋轉原動機噴氣發動機噴氣發動機 是一種通過加速和排出的高速流體做功的熱機或是一種通過加速和排出的高速流體做功的熱機或電機，使燃料燃燒時產生的氣體高速噴射而產生動力。電機，使燃料燃燒時產生的氣體高速噴射而產生動力。 大部分噴氣發動機都是依靠牛頓第三定律工作的內燃大部分噴氣發動機都是依靠牛頓第三定律工作的內燃

4、機。機。4.4.內燃機的種類內燃機的種類(1)(1)汽油機汽油機(2)(2)柴油機柴油機內燃機有內燃機有汽油機汽油機和和柴油機柴油機兩種兩種 (2)(2)柴油機柴油機3 3、內燃機分為、內燃機分為汽油機汽油機和和柴油機柴油機兩大類兩大類 由于柴油機工作中壓強較大，要求零件結構由于柴油機工作中壓強較大，要求零件結構強度高，因此較笨重，主要應用在載重汽車、拖強度高，因此較笨重，主要應用在載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船上。拉機、坦克、火車、輪船上。二、汽油機二、汽油機1 1、汽油機結構：、汽油機結構：氣缸、火花塞、進氣門、出氣缸、火花塞、進氣門、出氣門、活塞、連桿、曲軸氣門、活塞、連桿、曲軸1

5、1）汽油機的構造）汽油機的構造火花塞火花塞氣缸氣缸進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸二、汽油機：二、汽油機：汽油機結構圖汽油機結構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1 1）一個沖程：）一個沖程：活塞在活塞在汽缸內往復運動時，汽缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到從汽缸的一端運動到另一端的過程叫做一另一端的過程叫做一個沖程。個沖程。2 2、汽油機的工作過程：、汽油機的工作過程：2 2）四個沖程）四個沖程吸氣沖程、壓縮沖程、吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程做功沖程、排氣沖程這四個沖程組成一個工作這四個沖程組成一個工作循環循環 進氣門打開，排進氣

6、門打開，排氣門關閉，活塞向下氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣的運動，汽油和空氣的混合物進入汽缸。混合物進入汽缸。1 1）吸氣沖程吸氣沖程 進氣門和排氣門進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓動，燃料混合物被壓縮，（壓強增大，溫縮，（壓強增大，溫度升高）。度升高）。2 2）壓縮沖程）壓縮沖程能量轉化？能量轉化？機械能機械能內能內能 在壓縮沖程未尾，在壓縮沖程未尾，火花塞產生電火花，使火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣。高溫高溫高壓的燃氣。高溫高壓的氣體推動活塞向下壓的氣體推動活塞向下運動，并通過連桿帶動運動，并通過連桿帶動曲軸

7、轉動，對外做功。曲軸轉動，對外做功。3 3）做功沖程）做功沖程能量轉化？能量轉化？機械能機械能內能內能從而使得汽車獲得動力從而使得汽車獲得動力 進氣門保持關閉，排氣進氣門保持關閉，排氣門打開，活塞向上運動，門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。把廢氣排出氣缸。4 4）排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排氣沖程做功沖程24汽缸內噴出汽油和空氣的混合物汽缸內噴出汽油和空氣的混合物 如此循環如此循環帶動汽油機外輪（動能）帶動汽油機外輪（動能）推動活塞（動能）推動活塞（動能）汽油在汽缸燃燒（內能）汽油在汽缸燃燒（內能）火花塞點火火花塞點火汽油機外輪慣性（動能）壓縮汽缸汽油

8、機外輪慣性（動能）壓縮汽缸汽缸內噴出汽油汽缸內噴出汽油推動活塞（動能）推動活塞（動能） 帶動汽油機外輪（動能）帶動汽油機外輪（動能）火花塞點火火花塞點火 汽油在汽缸燃燒（內能）汽油在汽缸燃燒（內能） 一單缸四沖程汽油機轉速一單缸四沖程汽油機轉速1200r/min1200r/min，則每秒鐘完成多少個沖程？做功多少次？則每秒鐘完成多少個沖程？做功多少次？1200r/min1200r/min的意思是的意思是 每分鐘轉每分鐘轉12001200圈圈每秒鐘轉每秒鐘轉 圈圈一個循環轉一個循環轉 圈圈 所以共所以共 個循環個循環一個循環一個循環 個沖程個沖程 所以共所以共 個沖程個沖程 每每4 4個沖程中有

9、個沖程中有 個做功沖程個做功沖程 所以共做功所以共做功 次次20202 210104 4404011010汽油機汽油機柴油機柴油機三、柴油機三、柴油機噴油嘴噴油嘴進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門氣缸氣缸曲軸曲軸1 1、構造、構造2 2、柴油機工作過程、柴油機工作過程柴油機工作原理柴油機工作原理吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程（1）吸氣沖程）吸氣沖程空氣空氣 進氣門打開，進氣門打開，排氣門關閉。活塞由上排氣門關閉。活塞由上端向下端運動，將空氣端向下端運動，將空氣吸進氣缸。吸進氣缸。（2）壓縮沖程）壓縮沖程 進氣門和排氣門都關閉，進氣門和排氣門都關閉，

10、活塞向上運動，活塞把空氣壓活塞向上運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸溫度更高。在壓縮沖程末，缸內空氣溫度已超過柴油的著火內空氣溫度已超過柴油的著火點。點。（3）做功沖程）做功沖程 在壓縮沖程末，從噴油嘴在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產生高溫高壓的即猛烈燃燒，產生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。通過連桿帶動曲軸轉動。（4）排氣沖程）排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進氣門關閉，排氣門打進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣

11、開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。排出氣缸。四、四、想想議議：想想議議： 汽油機和柴油機的工作過程有什汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？么相同點，有什么不同點？1 1）每個工件循環都經歷四個沖程：吸氣沖）每個工件循環都經歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。2 2）四個沖程中，只有做功沖程對外做功，）四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。其余三個沖程靠飛輪慣性完成。3 3）一個工作循環中，活塞往復兩次，飛輪）一個工作循環中，活塞往復兩次，飛輪轉動兩周，做功一次。轉動兩周，做功一次。1 1、汽油機和柴油機的

12、相同點、汽油機和柴油機的相同點1 1）構造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴）構造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。油機氣缸頂部有噴油嘴。2 2 ）燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴）燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。油機的燃料是柴油。3 3 ）吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混）吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。合氣體，柴油機只吸進空氣。4 4 ）點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油）點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。機屬壓燃式點火。2 2、汽油機和柴油機的不同點、汽油機和柴油機的不同點五、內燃機的應用五、內燃機的應

13、用 汽油機比較輕巧，常用在汽車、飛機和小型農業機械上面。(1)(1)汽油機的應用汽油機的應用(2)(2)柴油機的應用柴油機的應用 柴油比較便宜，但柴油機比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船上面。（輸出功率比汽油機大）課堂小結課堂小結一、熱機一、熱機2 2、種類：、種類：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機1 1、定義：、定義：利用內能做功的機械利用內能做功的機械。3 3、能量轉化、能量轉化二、汽油機與柴油機二、汽油機與柴油機1 1、構造、構造2 2、工作過程：四個沖程、工作過程：四個沖程3 3、不同點、不同點布置作業布置作業練習冊練習冊P8 P8 第第7 7、8 8、9 9題題即將告別舞臺的蒸汽機車即將告別舞臺的蒸汽機車渦輪（噴氣）發動機渦輪（噴氣）發動機火箭發動機火箭發動機柴油機的效率：柴油機的效率：3045%你認為它們的效率比你想象的高？還是