九年级物理上册 13 内能与热机 内燃机 新版沪科版1

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第三节 内燃机 汽车奔驰 飞机凌空穿云 舰船劈波斩浪 列车飞驶 它们为什么能大显神威？ 1. 热机的概念：利用 内能做功转化为机械能 的机械。 　　 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 火电站的汽轮机 2 . 热机的种类 汽油机 火花塞 气缸 进气道 活塞 连杆 排气 道 曲轴 飞轮 进气 阀 排气 阀 汽油机的工作过程 冲程：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。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 吸气冲程 汽油和空气 进气阀打开，排气阀关闭。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阀吸入气缸。 压缩冲程 进气阀和排气阀都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。 排气冲程 燃烧后的废气 进气阀关闭，排气阀打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 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。 (1) 内燃机工作时，四个冲程周而复始，在内燃机的一个工作循环中 , 活塞来回往复 两次 , 曲轴转动 两周 , 对外作功 一次 。 (2) 只有 做功冲程 是对外做功的，其余的三个冲程是辅助冲程，要靠装在曲轴上的大飞轮的 惯性 来带动的。 (3) 在压缩冲程中 , 是 机械能 转化成 内能 , 在做功冲程中 , 是 内能 转化为 机械能 . 气缸 活塞 连杆 曲轴 柴油机 排气门 进气门 喷油嘴 喷油嘴 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 。 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。 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。 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。 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 ．一个工作冲程中，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。 讨论柴油机和汽油机的区别 : 区别 汽油机 柴油机 结构 工作过程 吸气冲程 压缩冲程 体积 　 　 , 压强 　 　 ,  温度 　   体积 　 　 , 压强 　 　 ,  温度 　   点火方式 优缺点 火花塞 喷油嘴 汽油和空气的混合物 只吸入空气 变小 变大 升高 更小 更大 更高 火花塞点火 ( 点燃式 ) 压缩空气达到雾状柴油 着火点 , 不需点燃 ( 压燃式 ) 轻便、效率低等 笨重、效率高等