热机的使用推动了人类的文明与进步
12.4 热机与社会发展
在如图所示的实验中
,
用酒精灯给试管中的水加热时
,
会出现水蒸气把软木塞冲出去的现象
.
从能量转化和转移的
角度
,
可用下面三句话来概括
:
①
水和水蒸气吸热
,
内能增加
;
②
酒精燃烧
,
酒精的化学能转化为内能
,
热量传递给水和水蒸气
;
③
水蒸气对木塞做功
,
内能转化为木塞的机械能
.
以上三句话的正确顺序是
.
该装置就是一个简单原始的热机
.
②①③
2
热机的种类:
蒸汽机
、
汽油机
、
柴油机
、
燃气轮机
、
喷气发动机
、
火箭发动机
燃料的化学能
内能
燃烧
做功
机械能
共同特点:
火花塞
气
缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
汽油机
信息快递
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
。
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,燃料混合物被压缩,压强增大,温度升高。
能量转化
:
机械能转化为内能
2.压缩冲程
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。
能量转化
:
内能转化为机械能
3.做功冲程
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
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
结构
工作过程
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
(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
.
热机与环境
1
.
热机的利用带来的环境污染主要有
噪声污染
和
大气污染
。
2
.
热机的效率是热机性能的重要指标
,
热机在工作过程中造成损失的因素有哪些
?
怎么提高热机效率
?
(1)
热机在工作过程中造成能量损失的因素有
:
(2)
提高热机效率主要方法:
燃料很难完全燃烧
;
排出的废气带走能量
;
热机部件要散热
;
克服运转机件之间的摩擦要消耗能量
尽量让燃料充分燃烧
;
设法利用废气的能量
;
减少能量损失
;
保证良好的润滑
高温高压的水蒸气 坚固气缸
酒精燃烧 活塞运动做功
玻璃试管 高温高压的燃气
木塞冲出 油料燃烧
练一练
1
.在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把木塞冲开,有的同学由这个装置联想到内燃机,请你用连线反映出他的联想创新的思维过程.
2.依靠飞轮惯性完成的冲程是( )
B
C
D
A
D
B
C
热机
汽油机的结构和工作过程
热机与
环境