第十四章 内能的利用
14.1 热机
知识与技能知识与技能
11．了解．了解热热机的概念。机的概念。
22．了解四冲程汽油机的基本工作原理。．了解四冲程汽油机的基本工作原理。
重点重点
汽油机的工作原理及能的汽油机的工作原理及能的转转化化过过程程。。
难点难点
内燃机的工作原理。内燃机的工作原理。
新课导入
热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁
重的体力劳作中解放出来。
蒸汽机带来一场革命——第一次工业革命！
实验视频
水沸腾后：
现象:软木塞______;
______有“白气”产生.
冲出
管口
分析:
________ 对木塞做功,
内能 ____, 温度______
_________成小水珠.
水蒸气
减小 降低
液化
能量转化：_______转化为______。内能 机械能
蒸汽机的遗憾——体积太庞大！
用什么来代替高
温高压的水蒸气呢？
那样，锅炉就可以不
要啦！
想一想
最早的汽车（1886年）
汽车中的巨无霸
（额定核载360吨）
内燃机——电气时代 第二次工业革命
最快的汽车（1 600 km/h）
塞子冲出的过程中，能量的转化：
燃料的_____能 水蒸气的_____ 塞子运动的______;
热机的能量转换：
燃料的____能 _____ _______；做功燃烧
热机是把____能转化为____能的机器。
一、热机的定义
化学 内能 机械能
化学 内能 机械能
内 机械内能 机械
二、热机的种类：
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭
内燃机
1、工作原理：
2、分类：
燃料在_____内燃烧，产生高温高压的气体对活塞_____。
______和__________ 两种 。
汽缸 做功
汽油机 柴油机
1、观察图回答汽油机的构造：
上部有 和 ，
顶部有 。
主体是 ，内有 ,
它通过 与 相连。
汽缸 活塞
连杆曲轴
进气门 排气门
火花塞
汽油机
2．工作原理
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做
功。活塞移动带动曲轴转动。
点击图片：汽油机工作原理动画
汽油机工作原理
吸气冲程：
进气门____，
排气门____，
活 塞 向 ___运 动 ，
________的 混 合 物 进
入气缸。（怎样进入
汽缸的？）
曲轴转____周。
打开
关闭
下
汽油和空气
半
汽油机工作原理
压缩冲程：
进气门和排气门_______，
活塞向__运动，
燃料混合物被____。内能变______
能量转化：_________
都关闭
上
压缩
曲轴转____周。半
机械能 内能
大
汽油机工作原理
做功冲程：
在压缩冲程结束时，火
花塞产生电火花，使燃料猛
烈燃烧产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活
塞向___运动，带动曲轴转
动,对外________。
下
做功
内能 机械能能量转化：
汽油机工作原理
排气冲程：
进气门_____，
排气门_____，
活塞向____运动，
把______排出气缸。废气
上
打开
关闭
半曲轴转____周。
小结：汽油机一个工作循环包括 冲程，活塞
往复 次，曲轴转动 圈，与曲轴相连的飞轮也
转___圈，做功 次。有 次能量转化。
汽油机工作的四个冲程中，只有_____ 燃
气对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，要靠安
装在曲轴上的 来完成。必须靠外力来
启动.
做功冲程
飞轮的惯性
4
2
2 1
2
2
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2．哪个冲程使汽车获得动力？
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
4．老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？
5．现代汽车里的“马达”起什么作用？
想想议议 压缩冲程把机械能转化为内能；
做功冲程把内能转化为机械能.
做功冲程
排气冲程
3、柴油机
柴油机也是
常见的热机。
它是用_____
作为燃料来
工作的热机。
柴油机的工作
原理与汽油机
大致相同，如
图是柴油机的
结构图，
与汽油机
比较一下,
想一想它
是怎样工
作的。
柴油机
点击图片：柴油机工作原理动画
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。
吸气冲程 空
气
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。
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。
做功冲程
排气冲程
进气门关闭，排气
门打开，活塞向上运动，
把废气排出气缸。
燃
烧
后
的
废
气
汽油机和柴油机异同点：汽油机和柴油机异同点：
内燃机
项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造
工
作
循
环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
汽缸顶部是火花塞 汽缸顶部是喷油嘴
吸入汽油和空气的混合物 吸入纯净的空气
压缩程度较小 压缩程度较大
点燃式 压燃式
轻巧、效率较低 笨重、效率较高
小汽车和小型农业机
械、低速飞机等
载重汽车、
拖拉机、火车、轮船等
柴油机分别在火车,
坦克,轮船和挖土机
上的运用.
柴油机比汽油机要笨重些，但柴油机的
效率___，功率____，并且柴油的价格
又比汽油便宜，因而多用在拖拉机、坦
克、轮船、内燃机车、载重汽车以及小
型发电机上。
更高 更大
课堂小结
1.热机.
2.内燃机分为汽油机和柴油机.
3.汽油机和柴油机的相同点和不同点.
1. 除了飞机、汽车、摩托车之外，还有那些地方用到了热机
？你列举的这些热机中哪些是内燃机？
导弹驱逐舰、火箭、轮船都是利用了热机，其中轮船用的热
机是内燃机。
2.如图：甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了
吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。
请在图乙、丙、丁中，分别画出压缩、做功、排气冲程中活
塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。
提示：在压缩、做功冲程中，进气门和排气门关闭，在排气
冲程中，进气门关闭，排气门打开；在四冲程内燃机的一个
工作循环中，曲轴转两圈；在压缩、排气冲程中，活塞向上
运动，在做功冲程中，活塞向下移动。
3.从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中：
冲程化学能转化成内能； 冲程内能转化成机械能；
冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程。
（1）在做功冲程中存在着化学能转化为内能的过程；
（2）在做功冲程中存在着内能转化为机械能的过程；
（3）在压缩冲程中有很明显的机械能转化为内能的过程。
4.柴油机和汽油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？
相同点：一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组
成，曲轴和飞轮均转两周，对外做功一次，活塞往复运动两次，
除做功冲程以外的其他三个冲程，都是靠安装在曲轴上的飞轮
的惯性来完成的。
不同点：在吸气冲程中，汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，
柴油机吸进的是空气；在压缩冲程结束时，汽油机的火花塞产
生火花，柴油机的喷油嘴喷出雾状柴油，而且在压缩冲程中，
柴油机对气体的压缩程度比汽油机更高。
1.四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).(
)四个冲程组成的.
2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( )冲
程,做功冲程是( )能转化为( )能.
3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是(
).柴油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).
巩固训练
吸气 压缩 做功 排气
压缩
内能 机械能
汽油和空气混合物 点燃式
柴油 压燃式
5.某四冲程汽油机,曲轴转速1200转/分,则该汽油
机每秒做功 次,有 个冲程, 飞轮转 周.
4.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转
动的情况,下列说法正确的是( )
A.做功10次,飞轮转40周 B.做功40次,飞轮转20周
C.做功10次,飞轮转20周 D.做功20次,飞轮转10周
C
10 40 20
6.说出下图分别是汽油机的什么冲程
吸气冲程 做功冲程 排气冲程 压缩冲程
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