初三物理熱機ppt課件.ppt

1 教學目標 第一課時 1 了解熱機的種類及工作原理 2 知道內燃機的四個沖程 會看圖區(qū)分是那個沖程 3 知道壓縮沖程 做功沖程中能量的轉化 4 汽油機和柴油機的異同第二課時 5 了解熱機的效率及熱機的效率低的原因 提高熱機的效率的方法 6 了解熱機對環(huán)境的影響 2 熱機 3 1 熱機的種類 蒸氣機內燃機汽輪機噴氣發(fā)動機火箭等 4 內燃機 熱機 把燃料燃燒時釋放的內能轉變?yōu)闄C械能的裝置 燃料直接在發(fā)動機氣缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機 常見的內燃機 汽油機柴油機 5 2 內燃機的構造 1 汽油機 2 柴油機 構造 工作原理 汽油機完整工作過程 構造 工作原理 6 1 汽油機的構造 火花塞 氣缸 進氣門 活塞 連桿 排氣門 曲軸 7 吸氣 壓縮 做功 排氣 內燃機的沖程和工作循環(huán) 8 2 汽油機工作原理 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程 9 吸氣沖程 汽油和空氣 進氣門打開 排氣門關閉 活塞由上端向下端運動 汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸 10 壓縮沖程 進氣門和排氣門都關閉 活塞向上運動 燃料混合物被壓縮 壓強增大 溫度升高 機械能轉化為內能 11 做功沖程 在壓縮沖程末尾 火花塞產(chǎn)生電火花 使燃料猛烈燃燒 產(chǎn)生高溫高壓的燃氣 推動活塞向下運動 并通過連桿帶動曲軸轉動 內能轉化為機械能 12 排氣沖程 燃燒后的廢氣 進氣門關閉 排氣門打開 活塞向上運動 把廢氣排出氣缸 13 3 柴油機的構造 噴油嘴 進氣門 活塞 連桿 排氣門 氣缸 曲軸 14 4 柴油機工作原理 吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程 15 吸氣沖程 空氣 進氣門打開 排氣門關閉 活塞由上端向下端運動 將空氣吸進氣缸 16 壓縮沖程 進氣門和排氣門都關閉 活塞向上運動 活塞把空氣壓縮得很小 空氣的壓強更大 溫度更高 在壓縮沖程末 缸內空氣溫度已超過柴油的著火點 機械能轉化為內能 17 做功沖程 在壓縮沖程末 從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒 產(chǎn)生高溫高壓的燃氣 推動活塞向下運動 并通過連桿帶動曲軸轉動 內能轉化為機械能 18 排氣沖程 燃燒后的廢氣 進氣門關閉 排氣門打開 活塞向上運動 把廢氣排出氣缸 19 一個工作循環(huán) 活塞 往復兩次 曲軸 轉動兩周 完成 四個沖程 對外做功 一次 輔助沖程 靠飛輪慣性來完成 20 3 內燃機的應用 汽油機比較輕巧 常用在汽車 飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上面 1 汽油機的應用 2 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 坦克上面 21 想想議議 汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點 有什么不同點 22 1 基本構造和主要部件的作用相似 2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程 3 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 4 一個工作循環(huán)中 活塞往復兩次 飛輪轉動兩周 做功一次 相同點 23 不同點 1 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 2 燃料不同 汽油機的燃料是汽油 而柴油機的燃料是柴油 3 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 4 點火不同 汽油機屬點燃式點火 柴油機屬壓燃式點火 24 二 燃料及其熱值燃料的燃燒是一種化學反應 燃燒過程中 儲存在燃料中的化學能被釋放 轉變?yōu)閮饶?相同質量的不同燃料燃燒放出的熱量是不同的 熱值 指單位質量的某種物質完全燃燒所放出的熱量 其符號是q 熱值單位 J kg J m3 25 三 燃料的熱值 一些燃料的熱值 26 熱值單位 J kg J m3 P139一些燃料的熱值 木炭的熱值 3 4 107J kg物理意義 1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3 4 107J煤氣的熱值 3 9 107J m3物理意義 1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3 9 107J 27 計算熱量公式 Q放 mq 即質量乘以熱值 燃料燃燒釋放的能量用來開動熱機 這些能量不會全部用來做有用功 28 例題 把5kg40 的水燒開 需要完全燃燒多少kg的干木柴 已知干木柴的熱值為1 2 107J kg 外界為標準大氣壓 并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收 解 Q吸 cm t t0 4200J kg 0C 5kg 600C 1 26 106J Q放 Q吸m1 Q放 q 1 2 106J 1 2 107J kg 0 1kg 29 廢氣帶走 機件發(fā)熱散失 機件摩擦損失 燃料燃燒產(chǎn)生能量 在熱機的各種能量的損失中 廢氣帶走的能量最多 設法利用熱機廢氣的能量 是提高燃料利用率的重要措施 做有用功 燃燒不完全 30 熱機效率 用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比 蒸氣機效率最低 6 15 汽油機效率 20 30 柴油機效率 30 45 31 5 熱機的效率 熱機的效率 熱機所做的做有用功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比 叫熱機的效率 燃料的不完全燃燒 氣缸部件吸熱后的熱量散失 廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量 都是引起能量損失的原因 因此 提高熱機效率 可提高燃料的利用率 32 四 燃料的利用率 思考 上例中小明燒水用了1 5kg的煙煤 這些煤完全燃燒放出的熱量為4 05 107J 實際放出的熱量是4 05 107J嗎 為什么 水實際吸收的熱量呢 水實際吸收的熱量 稱為有效利用的熱量 33 四 燃料的利用率 1 爐子的效率 有效利用的熱量 水吸收的熱量 與燃料完全燃燒放出的熱量之比 34 四 燃料的利用率 2 提高燃料利用率 節(jié)約能源 1 使煤充分燃燒 將煤磨成煤粒 加大送風量 2 加大受熱面積 減少煙氣帶走的熱量 35 提高熱機效率的途徑和方法 l 盡可能減少各種熱損失 保證良好的潤滑 減少因克服摩擦所消耗的能量 2 充分利用廢氣的能量 提高燃料的利用率 如利用熱電站廢氣來供熱 這種既供電又供熱的熱電站 比起一般火電站來 燃料的利用率大大提高 36 6 熱機對環(huán)境的影響 1 熱機對大氣的影響 1 產(chǎn)生有毒氣體 2 產(chǎn)生大量二氧化碳 造成溫室效應 3 產(chǎn)生粉塵 2 熱機產(chǎn)生噪音 37 請你思考 某汽油機飛輪轉速為3000r min 那么 每秒鐘內完成個沖程 活塞往復次 燃氣推動活塞做功的次數(shù)為次 3000r min 50r s 一個工作循環(huán)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 100 50 25 38 1 四沖程汽油機的工作過程由 四個沖程組成的 2 四沖程汽油機 由機械能轉化為內能的是 沖程 做功沖程是 能轉化為 能 3 汽油機吸入汽缸的是 點火方式是 柴油機吸入汽缸的是 點火方式是 4 某四沖程汽油機飛輪的轉速是3600R min 則它每秒鐘對外做功 次 課堂練習 39 5 壓縮沖程混合氣體內能增大的原因是什么 6 做功沖程中 氣體的內能如何轉化 為什么被稱為做功沖程 7 在吸氣沖程 壓縮沖程 排氣沖程活塞為什么會運動 8 排氣后 下一個工作過程是什么沖程 9 當燃油還沒有燃燒做功的時候 活塞是怎樣動起來的 答 混合氣體爆發(fā)性燃燒 化學能轉變?yōu)閮饶?燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體迅速膨脹 推動活塞運動 內能轉變?yōu)闄C械能 答 活塞壓縮混合氣體做功