九级物理第十三章内能与热机资料.ppt

* * 吸气 压缩 做功 排气 内燃机的冲程和工作循环 (2)汽油机工作原理 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 吸气冲程 汽油和空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。 机械能转化为内能。 做功冲程 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 内能转化为机械能。 排气冲程 燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 (3)柴油机的构造 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 (4)柴油机工作原理 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 吸气冲程 空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。 压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。 机械能转化为内能。 做功冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 内能转化为机械能。 排气冲程 燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 一个工作循环： 活塞：往复两次。 曲轴：转动两周。 完成：四个冲程。 对外做功：一次。 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。 练习 一台汽油机飞轮转速为3000R/分，则在1秒内完成 个循环，对外做功 次，完成 个辅助冲程。 3.内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。 (1)汽油机的应用 (2)柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。 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。 2 ．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。 3 ．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。 4 ．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，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，而柴油机的燃料是柴油。 3 ．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。 4 ．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。 四 热机效率 第十三章 内能与热机 二、燃料及其热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。 热值：指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是q。 热值单位：J/kg, (J/m3) 热值单位：J/kg, (J/m3) 木炭的热值: 3.4×107J/kg 物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107J 煤气的热值: 3.9×107J/m3 物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9×107J 计算热量公式： Q放=mq (即质量乘以热值) 燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。 例题：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收） 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 废气带走 机件发热散失 机件摩擦损失 燃料燃烧产生能量 在热机的各种能量的损失中,废气带走的能量最多. 设法利用热机废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 做有用功 燃烧不完全 热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 蒸气机效率最低：6%~15%； 汽油机效率：20%~30%； 柴油机效率：30%~45%。 5、热机的效率 　　热机的效率：热机所做的做有用功那和燃料完全燃烧