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第十三章 內(nèi)能與熱機
13.3 內(nèi)燃機
蒸汽機的遺憾——體積太龐大
　　用什么來代替高溫高壓的水蒸氣呢？那樣，鍋爐就可以不要啦！
想一想
情景引入：觀察
最早的汽車（1886年）
汽車中的巨無霸
（額定核載360噸）
內(nèi)燃機——電氣時代　第二次工業(yè)革命
最快的汽車（1 600 km/h）
情景引入：觀察
熱機的種類：
蒸汽機
汽油機
柴油機
燃?xì)廨啓C
噴氣發(fā)動機
火箭發(fā)動機
燃料的化學(xué)能
內(nèi)能
燃燒
做功
機械能
共同特點：
1、熱機：車、船、飛機的發(fā)動機是把燃料燃燒的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置，這種裝置被稱為熱機。
一、內(nèi)燃機
噴氣發(fā)動機
2、內(nèi)燃機：燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓細(xì)馔苿踊钊麑ν庾龉Γ@種裝置叫內(nèi)燃機。常見的內(nèi)燃機有汽油機和柴油機。
使用汽油作為燃料的叫汽油機
使用柴油作為燃料的叫柴油機
1、汽油機的構(gòu)造
火花塞
氣缸
進(jìn)氣門
活塞
連桿
排氣門
曲軸
二、汽油機
2、汽油機工作原理
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
活塞從氣缸的一端運動到另一端，叫一個沖程。
吸氣沖程
汽油和空氣
進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)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(jìn)氣門吸入氣缸。
壓縮沖程
進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)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(zhuǎn)化為內(nèi)能。
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?xì)猓苿踊钊蛳逻\動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
排氣沖程
燃燒后的廢氣
進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。
一個工作循環(huán)：
汽油機工作時，吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程這四個沖程構(gòu)成汽油機的一個工作循環(huán)，周而復(fù)始。
思考：
一個工作循環(huán)里，活塞往返 次，曲軸轉(zhuǎn)動 周。 沖程是燃?xì)鈱ν庾龉Γ渌齻€沖程是靠 來完成。
兩
做功
兩
飛輪的慣性
汽油機的工作原理視頻：
汽油機四沖程的特點
沖程名稱 進(jìn)氣門 排氣門 活塞的運動 沖程的作用 能的轉(zhuǎn)化
吸氣沖程 開 閉 向下 吸入燃料和空氣的混合物 ——
壓縮沖程 閉 閉 向上 壓縮燃料和空氣的混合物，使其內(nèi)能增大，溫度升高 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
做功沖程 閉 閉 向下 火花塞產(chǎn)生電火花，點燃燃料，高溫高壓的燃?xì)馔苿踊钊龉Γㄟ^連桿、曲軸帶動飛輪轉(zhuǎn)動 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
排氣沖程 閉 開 向上 排出廢氣 ——
噴油嘴
進(jìn)氣門
活塞
連桿
排氣門
氣缸
曲軸
1、柴油機的構(gòu)造
三、柴油機
吸氣沖程
空氣
進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉。活塞由上端向下端運動，將空氣吸進(jìn)氣缸。
2、柴油機工作原理
壓縮沖程
進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)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(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
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?xì)猓苿踊钊蛳逻\動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
排氣沖程
燃燒后的廢氣
進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。
柴油機的工作原理視頻：
汽油機 柴油機
不同點 燃料 汽油 柴油
結(jié)構(gòu) 火花塞 噴油嘴
吸氣沖程吸入氣體 吸入是汽油和空氣的混合物 吸入的是空氣
壓縮沖程 氣壓、溫度相對較低 氣壓、溫度相對較高
點火方式 點燃式 壓燃式
主要特點 輕巧、效率較低 笨重、效率較高
主要用途 小汽車和小型農(nóng)業(yè)機 械、低速飛機等 載重汽車、拖拉機、火車、輪船等
汽油機和柴油機的不同點:
汽油機和柴油機的應(yīng)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(yīng)用
(2)柴油機的應(yīng)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。
火箭的工作原理：
火箭發(fā)動機工作時，燃料和氧化劑在燃燒室中燃燒，產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)猓細(xì)馔ㄟ^噴管向后高速噴出，對火箭產(chǎn)生強大的反沖推力，從而將火箭發(fā)射出去。
火箭發(fā)動機
火箭升空視頻：
中國古代的火箭
人類飛行史上的先驅(qū)者——萬戶
我國制造的“長征”系列運載火箭
1.內(nèi)燃機是燃料直接在發(fā)動機________燃燒產(chǎn)生動力的熱機。最常見的內(nèi)燃機，以汽油或柴油為燃料，分別叫做______和_______。
2.工作過程以一個循環(huán)為一個單元，一個循環(huán)有______個沖程。包括_________、__________ 、________、__________四個沖程。
汽缸內(nèi)
汽油機
柴油機
四
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
課堂練習(xí)
3.一個工作循環(huán)有______個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動______周，活塞往復(fù)運動______次，對外做功______次，除做功沖程其他沖程靠飛輪的______完成。
4
2
1
2
慣性
4.在汽油機工作的四個沖程中，內(nèi)能最大的沖程是＿＿＿＿＿。內(nèi)能最小的沖程是＿＿＿＿＿。
做功沖程
吸氣沖程
5.單缸四沖程內(nèi)燃機完成40個沖程,關(guān)于做功和飛輪轉(zhuǎn)動的情況,下列說法正確的是( )
A.做功10次,飛輪轉(zhuǎn)40周
B.做功40次,飛輪轉(zhuǎn)20周
C.做功10次,飛輪轉(zhuǎn)20周
D.做功20次,飛輪轉(zhuǎn)10周
C
6.根據(jù)汽油機和柴油機的區(qū)別，下列說法錯誤的是（ ）
A.汽油機汽缸頂部有一個火花塞，柴油機汽缸頂部是一個噴油嘴
B.汽油機吸入的是空氣，柴油機吸入的是空氣和柴油的混合
C.吸氣沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
D.壓縮沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
BCD
7．依靠飛輪慣性完成的沖程是（ ）
BCD
A
D
B
C
8．汽油機在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的（ ）
A．壓強增大，溫度降低
B．壓強減小，溫度升高
C．壓強增大，溫度升高
D．壓強減小，溫度降低
C
9．汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（ ）
A．柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣
B．在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的
C．柴油機里推動活塞做功的燃?xì)獾膲簭姳绕蜋C里的高
D．在壓縮沖程末，汽油機汽缸內(nèi)的溫度比柴油機的高
C
內(nèi)燃機
活塞式內(nèi)燃機
汽油機
柴油機
汽油機
構(gòu)造：頂部是火花塞
工作過程
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
火箭發(fā)動機
熱機
噴氣發(fā)動機等其他熱機
課堂小結(jié)

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