12.4热机与社会发展解析PPT课件.ppt

热机与社会发展热机与社会发展1.镰刀镰刀镰刀镰刀马车马车马车马车帆船帆船帆船帆船收割机收割机小轿车小轿车巨轮巨轮热机的使用推动了人类的文明与进步热机的使用推动了人类的文明与进步热机热机是人类历史上最伟大的发明之一是人类历史上最伟大的发明之一2.一、热机一、热机.热机种类：热机种类：蒸汽机蒸汽机3.汽油机汽油机柴油机柴油机4.火箭发动机火箭发动机喷气发动机喷气发动机5.工作原理工作原理燃料的化学能燃料的化学能燃燃烧烧内能内能做做功功机械能机械能6.二、汽油机二、汽油机汽油机汽油机是以汽油为燃料，使汽油在机器内是以汽油为燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将部燃烧，从而将内能内能转化为转化为机械能机械能的一种热的一种热机。它常用在汽车、飞机、摩托车和小型农机。它常用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。业机械上。3.3.内燃机：内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机燃料在气缸内燃烧的热机最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做料，分别叫做汽油机汽油机和和柴油机。柴油机。7.火花塞火花塞火花塞火花塞气缸气缸气缸气缸汽油在汽缸的顶汽油在汽缸的顶汽油在汽缸的顶汽油在汽缸的顶部燃烧而产生高部燃烧而产生高部燃烧而产生高部燃烧而产生高温、高压燃气温、高压燃气温、高压燃气温、高压燃气进气门进气门进气门进气门汽油和空气形汽油和空气形汽油和空气形汽油和空气形成的燃料混合成的燃料混合成的燃料混合成的燃料混合物的进口物的进口物的进口物的进口活塞活塞活塞活塞在汽缸内，高温、在汽缸内，高温、在汽缸内，高温、在汽缸内，高温、高压燃气推动活塞高压燃气推动活塞高压燃气推动活塞高压燃气推动活塞做功，将燃气的内做功，将燃气的内做功，将燃气的内做功，将燃气的内能转化为机械能能转化为机械能能转化为机械能能转化为机械能连杆连杆连杆连杆连杆跟活塞相连连杆跟活塞相连连杆跟活塞相连连杆跟活塞相连排气门排气门排气门排气门燃料燃烧后燃料燃烧后燃料燃烧后燃料燃烧后废气的出口废气的出口废气的出口废气的出口曲轴曲轴曲轴曲轴 曲轴与飞轮相连，曲曲轴与飞轮相连，曲曲轴与飞轮相连，曲曲轴与飞轮相连，曲轴带动飞轮转动轴带动飞轮转动轴带动飞轮转动轴带动飞轮转动1.1.汽油机的构造及作用汽油机的构造及作用8.冲程冲程:活塞从气缸的一端运动到另一端叫做活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个一个冲程冲程(也叫也叫“行程行程”)。常见汽油机是常见汽油机是四冲程四冲程的，包括的，包括吸气吸气、压缩压缩、做功做功、排气排气四个冲程，且不断循环进行。四个冲程，且不断循环进行。2.2.内燃机的内燃机的冲程冲程9.吸气冲程吸气冲程汽汽汽汽油油油油和和和和空空空空气气气气进气门进气门打开，打开，排气门排气门关闭关闭活塞由活塞由上上端向端向下下端运动；端运动；汽油和空气组成的燃料混汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。合物从进气门吸入气缸。3.3.汽油机工作原理汽油机工作原理10.压缩冲程压缩冲程进气门和排气门都进气门和排气门都关闭关闭，活，活塞塞向上向上运动运动;燃料混合物被压缩，燃料混合物被压缩，对对气体气体做功做功，气体，气体内能内能 ，温，温度度 。思考思考:能的转化能的转化 转化为转化为 。活塞活塞增大增大升高升高机械能机械能内能内能11.做功冲程做功冲程在压缩冲程末，火花塞产在压缩冲程末，火花塞产生火花，混合气猛烈燃烧，形生火花，混合气猛烈燃烧，形成成 气体，气体，推动活推动活塞塞向下向下运动，对外运动，对外 。进气门和排气门都进气门和排气门都关闭关闭燃燃气推动活塞气推动活塞向下向下运动。运动。思考思考:能的转化能的转化化学能化学能内能内能机械能机械能高温、高压高温、高压做功做功12.排气冲程排气冲程燃燃燃燃烧烧烧烧后后后后的的的的废废废废气气气气 进气门进气门进气门进气门关闭关闭关闭关闭，排气门，排气门，排气门，排气门打开打开打开打开 ，活塞，活塞，活塞，活塞向上向上向上向上运动，把废气排出运动，把废气排出运动，把废气排出运动，把废气排出气缸，为下一个工作循环做准气缸，为下一个工作循环做准气缸，为下一个工作循环做准气缸，为下一个工作循环做准备。备。备。备。13.汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程汽油机工作时，四个冲程周而复始的循环，这四个汽油机工作时，四个冲程周而复始的循环，这四个汽油机工作时，四个冲程周而复始的循环，这四个汽油机工作时，四个冲程周而复始的循环，这四个冲程叫冲程叫冲程叫冲程叫一个工作循环。一个工作循环。一个工作循环。一个工作循环。14.（2 2）在汽油机的一个工作循环中，活塞来回）在汽油机的一个工作循环中，活塞来回往复运动往复运动 ，曲轴转动，曲轴转动 ,对外做对外做功功 次。次。（1 1）能的转化）能的转化:在压缩冲程中在压缩冲程中,是是 转转化成化成 ；在做功冲程中，燃气对活塞；在做功冲程中，燃气对活塞做功做功,是是 转化为转化为 。两次两次两周两周1 1机械能机械能内能内能内能内能机械能机械能惯性惯性（3 3）在四个冲程中，只有）在四个冲程中，只有 是将内是将内能转化为机械能，其他三个冲程均为辅能转化为机械能，其他三个冲程均为辅助冲程，靠飞轮的助冲程，靠飞轮的 来完成。来完成。做功冲程做功冲程4.4.总结总结15.三、柴油机三、柴油机 1.1.柴油机的构造柴油机的构造 柴油机是以柴油为燃料的内燃机，常用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、拖拉机等大型机在载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械上。械上。2.2.柴油机工作原理柴油机工作原理3.3.汽油机与柴油机的异同点汽油机与柴油机的异同点思考思考16.汽油机汽油机汽油机汽油机柴油机柴油机柴油机柴油机不不不不同同同同点点点点燃料燃料燃料燃料汽油汽油汽油汽油柴油柴油柴油柴油结构结构结构结构火花塞火花塞火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴喷油嘴喷油嘴吸气冲程吸气冲程吸气冲程吸气冲程吸入的是吸入的是吸入的是吸入的是汽油和空气的混合气体汽油和空气的混合气体汽油和空气的混合气体汽油和空气的混合气体吸入的是吸入的是吸入的是吸入的是空气空气空气空气压缩冲程压缩冲程压缩冲程压缩冲程气压、温度相对较低气压、温度相对较低气压、温度相对较低气压、温度相对较低气压、温度相对较高气压、温度相对较高气压、温度相对较高气压、温度相对较高点火方式点火方式点火方式点火方式点燃式点燃式点燃式点燃式压燃式压燃式压燃式压燃式相相相相同同同同点点点点工作循环工作循环工作循环工作循环都有四个冲程都有四个冲程都有四个冲程都有四个冲程能量转化能量转化能量转化能量转化（1 1 1 1）压缩冲程：机械能转化成内能）压缩冲程：机械能转化成内能）压缩冲程：机械能转化成内能）压缩冲程：机械能转化成内能（2 2 2 2）做功冲程：内能转化成机械能）做功冲程：内能转化成机械能）做功冲程：内能转化成机械能）做功冲程：内能转化成机械能活塞、曲轴运活塞、曲轴运活塞、曲轴运活塞、曲轴运动动动动每一个工作循环，活塞往复两次，每一个工作循环，活塞往复两次，每一个工作循环，活塞往复两次，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。曲轴转动两周，对外做功一次。曲轴转动两周，对外做功一次。曲轴转动两周，对外做功一次。优缺点优缺点优缺点优缺点汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。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。但两者都带来了废气和噪声污染。但两者都带来了废气和噪声污染。但两者都带来了废气和噪声污染。汽油机和柴油机的异同表汽油机和柴油机的异同表1717.燃料释放燃料释放燃料释放燃料释放的热量的热量的热量的热量机械散失的、机械散失的、3030的的有用功有用功热机能量流程图热机能量流程图燃料释放的燃料释放的热量都去热量都去哪了？哪了？克服摩擦力克服摩擦力尾气带走的尾气带走的燃料释放的热量都去哪了？燃料释放的热量都去哪了？18.四、热机的效率四、热机的效率1.1.热机效率：热机效率：热机工作时，热机工作时，用来做有用功的能量用来做有用功的能量与与燃料燃料完全燃烧放出的能量完全燃烧放出的能量之比。之比。=Q Q有用有用Q Q完全完全100100例如：蒸汽机（例如：蒸汽机（6-156-15），汽油机（），汽油机（20-3020-30），），柴油机（柴油机（4545）。）。19.2.2.如何提高热机的效率？如何提高热机的效率？a.a.尽量使燃料充分燃烧尽量使燃料充分燃烧b.b.尽量减小各种热量损失尽量减小各种热量损失c.c.尽量减少热机部件间的摩擦尽量减少热机部件间的摩擦20.热机的发展和应用推动了社会的快速发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？造成哪些环境污染？交流讨论交流讨论五、热机与环境五、热机与环境21.热机排出的废气：热机排出的废气：废气温度高于环境温度废气温度高于环境温度废气含有铅、二氧化硫、二氧化氮、一氧废气含有铅、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳等有害物质。化碳、二氧化碳等有害物质。.噪声污染噪声污染1.1.形成大气污染形成大气污染22改进燃烧设备，消除烟尘；改进燃烧设备，消除烟尘；提高燃料的综合利用，采取集中供热提高燃料的综合利用，采取集中供热 充分利用污染少和无污染的能源充分利用污染少和无污染的能源 在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染声污染3.3.怎样控制热机对环境造成的污染怎样控制热机对环境造成的污染23.2.2.2.2.汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的气体的气体的气体的 （）A.A.A.A.压强增大，温度降低压强增大，温度降低压强增大，温度降低压强增大，温度降低 B.B.B.B.压强减少，温度降低压强减少，温度降低压强减少，温度降低压强减少，温度降低C.C.C.C.内能增大，温度升高内能增大，温度升高内能增大，温度升高内能增大，温度升高 D.D.D.D.内能减少，温度升高内能减少，温度升高内能减少，温度升高内能减少，温度升高C C C C1.1.如图所示是热机的四个冲程，其中属于做如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是功冲程的是 （）A A A AB B B BC C C CD D D DB B24.3.3.3.3.(2008(2008(2008(2008兰州中考兰州中考兰州中考兰州中考)关于热机，下列说法正确的是关于热机，下列说法正确的是关于热机，下列说法正确的是关于热机，下列说法正确的是()A A A A随着科学技术的发展，热机效率可达到随着科学技术的发展，热机效率可达到随着科学技术的发展，热机效率可达到随着科学技术的发展，热机效率可达到100100100100。B B B B四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同四冲程汽油机在工作过程中，进气门和排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程。C C C C柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了提高它的效率效率效率效率。D D D D柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大值比汽油的大值比汽油的大值比汽油的大。B B25.4.4.一台四冲程内燃机的飞轮转速为一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800r1800rminmin，它，它s s完成完成 （）A.30A.30个冲程，做了个冲程，做了3030次功次功B.60B.60个冲程，做了个冲程，做了6060次功次功C.120C.120个冲程，做了个冲程，做了3030次功次功D.60D.60个冲程，做了个冲程，做了1515次功次功D D26.5.5.5.5.汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的汽油机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是冲程是冲程是冲程是 （）A.A.A.A.吸气冲程吸气冲程吸气冲程吸气冲程 B.B.B.B.压缩冲程压缩冲程压缩冲程压缩冲程 C.C.C.C.做功冲程做功冲程做功冲程做功冲程 D.D.D.D.排气冲程排气冲程排气冲程排气冲程C C66.6.6.为节约能源，需提高热机的效率。下列措施中不为节约能源，需提高热机的效率。下列措施中不为节约能源，需提高热机的效率。下列措施中不为节约能源，需提高热机的效率。下列措施中不能提高热机效率的是能提高热机效率的是能提高热机效率的是能提高热机效率的是 （）A.A.A.A.尽量使燃料充分燃烧尽量使燃料充分燃烧尽量使燃料充分燃烧尽量使燃料充分燃烧 B.B.B.B.尽量增加热机的工作时间尽量增加热机的工作时间尽量增加热机的工作时间尽量增加热机的工作时间 C.C.C.C.尽量减少废气带走的热量尽量减少废气带走的热量尽量减少废气带走的热量尽量减少废气带走的热量 D.D.D.D.尽量减少热机部件间的摩擦尽量减少热机部件间的摩擦尽量减少热机部件间的摩擦尽量减少热机部件间的摩擦B B27.7.7.7.7.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体温度升高，是通过缩冲程中，气体温度升高，是通过缩冲程中，气体温度升高，是通过缩冲程中，气体温度升高，是通过 方式增加方式增加方式增加方式增加内能的。为了降低汽缸体温度，汽缸外有一个水箱内能的。为了降低汽缸体温度，汽缸外有一个水箱内能的。为了降低汽缸体温度，汽缸外有一个水箱内能的。为了降低汽缸体温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过体，使汽缸被水包围着，这是通过体，使汽缸被水包围着，这是通过体，使汽缸被水包围着，这是通过 方式减方式减方式减方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为：。热传递热传递热传递热传递做功做功做功做功比热容大，相同质量的水，温度升高时吸收的热量多。比热容大，相同质量的水，温度升高时吸收的热量多。比热容大，相同质量的水，温度升高时吸收的热量多。比热容大，相同质量的水，温度升高时吸收的热量多。28.8.8.8.8.在八百多年前，我国就发明了这种在八百多年前，我国就发明了这种在八百多年前，我国就发明了这种在八百多年前，我国就发明了这种流行于民间的玩具式走马灯，它的流行于民间的玩具式走马灯，它的流行于民间的玩具式走马灯，它的流行于民间的玩具式走马灯，它的工作原理和燃气轮机相同。如果点工作原理和燃气轮机相同。如果点工作原理和燃气轮机相同。如果点工作原理和燃气轮机相同。如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温气体将温气体将温气体将温气体将 （选填（选填（选填（选填“向上运向上运向上运向上运动动动动”、“向下运动向下运动向下运动向下运动”或或或或“绕蜡烛旋绕蜡烛旋绕蜡烛旋绕蜡烛旋转转转转”），运动的热空气便推动纸风），运动的热空气便推动纸风），运动的热空气便推动纸风），运动的热空气便推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这车和固定在转轴上的纸马转动。这车和固定在转轴上的纸马转动。这车和固定在转轴上的纸马转动。这种走马灯工作时将种走马灯工作时将种走马灯工作时将种走马灯工作时将 能转化能转化能转化能转化为为为为 能。能。能。能。向上运动向上运动向上运动向上运动化学能化学能化学能化学能机械能机械能机械能机械能29.9.9.9.9.已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶行驶行驶行驶10.08km10.08km10.08km10.08km，所用时间是，所用时间是，所用时间是，所用时间是8min8min8min8min，消耗燃油，消耗燃油，消耗燃油，消耗燃油3L3L3L3L（假（假（假（假设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功设燃油完全燃烧），汽车发动机在这段时间内的功率为率为率为率为63kw63kw63kw63kw。若燃油的密度是。若燃油的密度是。若燃油的密度是。若燃油的密度是0.8100.8100.8100.8103 3 3 3kg/mkg/mkg/mkg/m3 3 3 3，热值，热值，热值，热值为为为为3.15103.15103.15103.15107 7 7 7J/kgJ/kgJ/kgJ/kg，求：，求：，求：，求：（1 1 1 1）汽车行驶速度是多少？）汽车行驶速度是多少？）汽车行驶速度是多少？）汽车行驶速度是多少？（2 2 2 2）汽车行驶过程的牵引力是多大？）汽车行驶过程的牵引力是多大？）汽车行驶过程的牵引力是多大？）汽车行驶过程的牵引力是多大？（3 3 3 3）汽车发动机的效率是多少？）汽车发动机的效率是多少？）汽车发动机的效率是多少？）汽车发动机的效率是多少？30.作业：作业：P41第第1、2题题31.