1、12.4 热机与社会发展世界上最快的汽车：世界上最快的汽车：1678公里公里/小时小时05秒秒加速至加速至160千米千米515秒秒点燃火箭发动机，点燃火箭发动机，加速至时速加速至时速563千米。千米。1540秒秒加速至时速加速至时速1600千米。千米。该车的名字叫寻血猎犬（Bloodhound），使用的是欧洲“台风”战斗机的喷气式发动机以及用螺栓固定的火箭喷气式发动机以及用螺栓固定的火箭发动机发动机。这辆车长长长12.8米、重米、重6.4吨吨，车轮使用高级钛高级钛制成，初步预计加速到时速1600公里只需要40秒，行驶行驶速度将超过子弹的（一般子弹的速度速度将超过子弹的（一般子弹的速度为为700
2、1000米米/秒）秒）1/2，这种有别于传统汽车的极速，决定了“寻血猎犬”不能采用传统的风洞测试和图纸模拟，它的每一项处理细节都必须经由一组功能强大的超级计算机矩阵来模拟。只因在极速之下，车身外的任何一点点多余的油漆涂层，都将足以导致汽车方向的偏离，造成重大危险。在最受关注的动力系统上，“寻血猎犬”的车体搭载新型战斗机发动机，并配有一个重400公斤、长14英尺（约4.27米）的固液混合火箭发动机。火箭发动机包括一个传统的火箭和一个单独的发动机燃油泵，用来向火箭引擎输送燃料。这不但是英国有史以来最大的汽车火箭发动机，且在车辆加速至每小时300英里（约483公里）后，位于车顶的混合火箭发动机将继续
3、为车辆加速，直至上升到最终的极速。“寻血猎犬”将会在南非沙漠中南非沙漠中由试车手对其进行速度测试，而这一人选仍是艺高人胆大的安迪格林。但这种陆上前所未有的加速过程会使格林感陆上前所未有的加速过程会使格林感受到约受到约2.5公斤的压力，而在减速过程公斤的压力，而在减速过程中他还会再感受到中他还会再感受到3公斤的压力。公斤的压力。压力差将会使车手全身血液倒流，甚至有血液倒流，甚至有屏蔽呼吸的危险屏蔽呼吸的危险。因此在试车之前，格林会进行一系列的飞行模拟训练，但他表示，他个人20年喷气式飞机的飞行经验以及过去10年的科技进步，让其信心十足。最早的汽车（1886年）汽车中的巨无霸（额定核载360吨）电
4、气时代第二次工业革命 最快的汽车（1 600 km/h）一、提问：一、提问：火箭、飞机、汽车的运动是怎样获火箭、飞机、汽车的运动是怎样获得动力的？得动力的？热机热机观察实验：观察实验：在一个试管在一个试管中装一些水，用软木塞中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水塞紧。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象，沸腾，会看到什么现象，说明什么问题？说明什么问题？现象：现象：说明：说明：塞子被试管内热气推出，试管塞子被试管内热气推出，试管口有口有“白雾白雾”生成。生成。热气对塞子做了功，热气对塞子做了功，内能转化为机内能转化为机械能。械能。内能的利用：内能的利用：热机：热机：将内能转化为机械能的机器将内
5、能转化为机械能的机器利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。蒸汽机车 蒸汽机车 喷气发动机 火箭发动机 火电站的汽轮机2热机的种类内燃机分为汽油机和柴油机两大类使用汽油作为燃料的叫汽油机。使用柴油作为燃料的叫柴油机。内燃机的分类三、三、内燃机种类内燃机种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机内燃机内燃机 电动机飞轮汽油机结构图汽油机结构图火花塞火花塞活塞活塞排气门排气门进气门进气门汽缸汽缸连杆连杆曲轴曲轴p18汽油机工作时汽油机工作时，活塞在汽缸，活塞在汽缸里做往复运动里做往复运动，活塞从汽缸，活塞从汽缸的一端运动到的一端运动到另一端的过程另一端的过程叫
6、做叫做冲程。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 吸气冲程吸气冲程进气门和排进气门和排气门都关闭气门都关闭，活塞向上，活塞向上运动，燃料运动，燃料混合物被压混合物被压缩，压强增缩，压强增大，温度升大，温度升高。高。2 压缩冲程压缩冲程在压缩冲程未在压缩冲程未尾，火花塞产尾，火花塞产生电火花，使生电火花，使燃料猛烈燃烧燃料猛烈燃烧，产生高温高，产生高温高压的燃气。高压的燃气。高温高压燃气推温高压燃气推动活塞向下运动活塞向下运动，并通过连动，并通过连杆带动曲轴转杆带动曲轴转动。动。3 做功冲程做功冲程进气门关闭进气门关闭，排气门打，排气门打开，
7、活塞向开，活塞向上运动，把上运动，把废气排出气废气排出气缸。缸。4 排气冲程排气冲程2工作过程1在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？2哪个冲程排出了汽车的尾气？3哪个冲程使汽车获得动力？想想议议柴油机柴油机喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴柴油机工作原理想想议议：想想议议：汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做
8、功，其余三四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。周，做功一次。相同点不同点1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火
9、，柴油机属压燃点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。式点火。内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和摩托车上面，价格较贵。和摩托车上面，价格较贵。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油机比较便宜，但柴油机比较笨重，柴油机比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、轮船、坦克上面。主要用在载重汽车、轮船、坦克上面。五、燃料的利用率：五、燃料的利用率：思考：思考：上例中小明烧水用了上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤的烟煤，这些煤 完全燃烧放出的热量为完全燃烧放出的热量为4.05107J
10、，实际放，实际放 出的热量是出的热量是4.05107J吗？为什么？水实际吗？为什么？水实际 吸收的热量呢？吸收的热量呢？水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。五、燃料的利用率：五、燃料的利用率：1、炉子的效率：、炉子的效率：有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完 全燃烧放出的热量之比。全燃烧放出的热量之比。公式：公式：=Q吸吸Q放放=cmtmq五、燃料的利用率：五、燃料的利用率：2、提高燃料利用率，节约能源、提高燃料利用率，节约能源1）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大 送风量。送风量。2）加大受热面积，减少烟气带走的热量：）加大受热面积，减少烟气带走的热量：3.把把5kg、40的水烧开，需要完的水烧开，需要完全燃烧多少全燃烧多少kg的干木柴？的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为（已知干木柴的燃烧值为1.2107J/kg，外，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）的热量全部被水吸收）
