1、12.4热机与社会发展热机与社会发展 改 变 物 体 内 能 的 方 式 改 变 物 体 内 能 的 方 式 热传递热传递 做功做功 (内能的转移内能的转移) (能量的转化能量的转化) 对物体做功对物体做功 内能增大内能增大 物体对外做功物体对外做功 内能减小内能减小 从镰刀到联合收割机 从木帆船到远洋巨轮 从马车到小轿车 2、热机的种类： 蒸汽机蒸汽机 汽油机汽油机 柴油机柴油机 燃气轮机燃气轮机 喷气发动机喷气发动机 火箭发动机火箭发动机 燃料燃料 的化的化 学能学能 内内 能能 燃燃 烧烧 做做 功功 机械机械 能能 共同特点： 根据这个原理可以制造出 一种将内能转化为机械能 的机器即热
2、机。 热机是将燃料燃烧时的化学 能转化为内能，然后通过 做功，把内能转化为机械 能。 热机的种类很多，有汽油 机、柴油机、燃气轮机、 喷气发动机和火箭发动机 等。 p43 汽油机 汽 油 机 结 构 图 火花塞 活塞 排气门 进气门 汽缸 连杆 曲轴 是用汽油 作燃料， 使汽油在 汽缸内燃 烧,将内能 转化为机 械能。 汽油机工作时， 活塞在汽缸里 做往复运动， 活塞从汽缸的 一端运动到另 一端的过程叫 做一个冲程冲程。 进气门打 开，排气 门关闭， 活塞由上 端向下运 动，汽油 和空气组 成的燃料 混合物从 进气门吸 入气缸。 1 吸 气 冲 程 进气门和排 气门都关闭， 活塞向上运 动，燃
3、料混 合物被压缩， 压强增大， 温度升高。 2 压 缩 冲 程 能量转化能量转化: 机械能转化为机械能转化为 内能内能 在压缩冲程未尾， 火花塞产生电火 花，使燃料猛烈 燃烧，产生高温 高压的燃气。高 温高压燃气推动 活塞向下运动， 并通过连杆带动 曲轴转动。 3 做 功 冲 程 能量转化能量转化: 内能转化为机内能转化为机 械能械能 进气门关闭， 排气门打开， 活塞向上运 动，把废气 排出气缸。 4 排 气 冲 程 柴油机的构造柴油机的构造 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 柴油机工作原理柴油机工作原理 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 返
4、回 吸气冲程吸气冲程 空 气 进气门打开，排进气门打开，排 气门关闭。活塞由上气门关闭。活塞由上 端向下端运动，将端向下端运动，将空空 气气吸进气缸吸进气缸。 返回 压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活进气门和排气门都关闭，活 塞向上运动，活塞把空气压缩得塞向上运动，活塞把空气压缩得 很小，空气的很小，空气的压强更大，温度更压强更大，温度更 高高。在压缩冲程末，缸内空气温。在压缩冲程末，缸内空气温 度已超过柴油的着火点。度已超过柴油的着火点。 返回 做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴在压缩冲程末，从喷油嘴 喷出的雾状柴油喷出的雾状柴油遇到热空气立遇到热空气立 即猛烈燃烧，产生高温高
5、压的即猛烈燃烧，产生高温高压的 燃气，推动活塞向下运动，并燃气，推动活塞向下运动，并 通过连杆带动曲轴转动。通过连杆带动曲轴转动。 返回 排气冲程排气冲程 燃 烧 后 的 废 气 进气门关闭，排进气门关闭，排 气门打开，活塞向上气门打开，活塞向上 运动，把废气排出气运动，把废气排出气 缸。缸。 返回 2.2.内燃机的启动内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始运转内燃机不能自行启动。开始运转 时，要靠时，要靠外力外力使飞轮和曲轴转动起来，使飞轮和曲轴转动起来， 由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后 内燃机才能自己内燃机才能自己工作工作。 返回 p45 吸气冲程 压缩冲
6、程 做功冲程 排气冲程 做功 2 4 汽油机 柴油机 热机的效率 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料 完全燃烧放出能量的比值。热机的效率很 低，蒸汽机的效率只有6-15，汽油机 的效率为20-30，柴油机的效率可达 45。想一想：导致热机效率低的原因有 哪些？如何提高热机的效率呢？请思考。 热机的效率 内燃机的能流图： 燃气内能E E1 E2 E3 E4 1、尽可能使燃料充分燃烧；、尽可能使燃料充分燃烧； 2、尽量减小各种热量损失；、尽量减小各种热量损失； 3、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。 提高热机效率的主要途径： 热机与环境 请同学们阅读教材P84-85页内容。 并思考： 1.热机会给环境带来那些影响？ 2.如何采取措施减小热机对环境 的影响？ 热机与环境 、热机的利用带来的环境污染 、废气污染 、怎样控制热机对环境造成的污染 a、排出的废气温度较高。使城市温度升高，会形成“热 岛效应”。 b、废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，直接影响 人们的身体健康和动植物的生存。 、噪声污染 改进燃烧设备，消除烟尘； 提高燃料的综合利用，采取之中供热 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，以减少噪声污染 太阳能汽车 太阳能汽车 电动车 天然气汽车 火 箭 发 动 火 箭 发 动 机机
