教學(xué)目標(biāo)
1．知道熱機(jī)的概念，了解內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種。
2．了解汽油機(jī)、蒸汽機(jī)的構(gòu)造。能表述內(nèi)燃機(jī)各沖程的工作狀態(tài)和能量轉(zhuǎn)化。
3．了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向，知道可以怎樣提高熱機(jī)效率。
教學(xué)重難點(diǎn)
1．了解汽油機(jī)、蒸汽機(jī)的構(gòu)造。能表述內(nèi)燃機(jī)各沖程的工作狀態(tài)和能量轉(zhuǎn)化。
2．了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向，知道可以怎樣提高熱機(jī)效率。
教學(xué)過程
（一）熱機(jī)。
熱機(jī)是指把燃料燃燒時(shí)釋放的熱量轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。歷史上從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)及柴油機(jī)等，大多數(shù)交通工具，都使用它們。
（二）蒸汽機(jī)。
蒸汽機(jī)是最早的熱機(jī)。
交流討論：結(jié)合圖片討論蒸汽機(jī)是怎樣工作的？
1．基本結(jié)構(gòu)。
蒸汽機(jī)由鍋爐、汽缸、活塞、滑動(dòng)閥、曲柄、飛輪、管道及冷凝器等組成，其結(jié)構(gòu)及工作原理如上圖。
2．工作過程
上半周期，滑動(dòng)閥移至下部，來自鍋爐的高壓蒸汽，由上管道進(jìn)入汽缸。汽缸中的高壓蒸汽推活塞，經(jīng)過曲柄帶動(dòng)飛輪旋轉(zhuǎn)，活塞在下推時(shí)把活塞下部空氣排出。
下半周期，滑動(dòng)閥移向上部，高壓蒸汽由下管道進(jìn)入汽缸，把活塞頂回汽缸上部，同時(shí)，把廢蒸汽由上管道排出，活塞上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，經(jīng)曲柄帶動(dòng)飛輪不斷旋轉(zhuǎn)，再帶動(dòng)機(jī)器穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)（做功）。
3．能量轉(zhuǎn)化。
在蒸汽機(jī)工作過程中，燃料燃燒放出的熱量Q1傳送給工作物質(zhì)（蒸汽）、增加了蒸汽的內(nèi)能，蒸汽在膨脹過程中對(duì)外做功，但Q1不可能全部轉(zhuǎn)化成機(jī)械功W，而是由相當(dāng)一部分熱量消耗在周圍環(huán)境及冷凝器中，各項(xiàng)消耗的熱量總和Q2表示，蒸汽機(jī)工作過程遵守?zé)崃W(xué)第一定律，所以有Q1=W+Q2。
（三）汽油機(jī)。
汽油機(jī)：用汽油作燃料的內(nèi)燃機(jī)下圖是汽油機(jī)的剖面圖。
構(gòu)造：進(jìn)氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。
沖程：活塞從氣缸一端運(yùn)動(dòng)到另一端叫做一個(gè)沖程。
1．工作原理。
內(nèi)燃機(jī)的工作過程以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單元，一個(gè)循環(huán)又分為四個(gè)沖程，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩圈。
吸氣沖程→壓縮沖程→做功沖程→排氣沖程。
2．能的轉(zhuǎn)化。
汽油燃燒放出的熱量Q1，傳送給工作物質(zhì)（混合氣體），工作物質(zhì)（混合氣體）在膨脹時(shí)做功W，同時(shí)有部分熱量Q2消耗到冷卻水、廢棄等物體中，汽油機(jī)工作過程遵守?zé)崃W(xué)第一定律，所以有Q1=W+Q2。
（四）熱機(jī)效率。
在熱機(jī)中，燃料燃燒傳遞給工質(zhì)的熱量Q1，在做功時(shí)并不能全部轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功W，其中總有一部分熱量Q2不能被利用，例如傳遞給汽缸、被廢棄帶走等，所以轉(zhuǎn)變成機(jī)械功W的凈熱量是Q1-Q2，即W=Q1-Q2，那么熱機(jī)的效率為，熱機(jī)效率與什么物理量有關(guān)呢？
這種理想的熱機(jī)模型的效率計(jì)算公式是，其中T1代表高溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度，T2代表低溫?zé)嵩吹臒崃W(xué)溫度。公式指出了提高熱機(jī)效率的主要途徑，這就是提高T1或者降低T2。利用這一原理，現(xiàn)在的鍋爐正朝著高溫高壓方向發(fā)展。在鍋爐中部用過熱器來提高蒸汽的溫度和壓強(qiáng)，并利用提前閉氣、多級(jí)膨脹、降低冷凝器氣壓等方法來降低廢氣的溫度，從而提高熱機(jī)的效率。
（五）自我提高。
1．以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的各種機(jī)械，在人類生產(chǎn)生活中應(yīng)用極為廣泛。從輪船、火車， 到拖拉機(jī)、摩托車等，它們的動(dòng)力大都來源于內(nèi)燃機(jī)，它們雖然在構(gòu)造上略有差異，但工作原理都是一樣的。下面對(duì)內(nèi)燃機(jī)的有關(guān)敘述，錯(cuò)誤的是（ ）。
A．內(nèi)燃機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置； B．內(nèi)燃機(jī)用水冷卻，是因?yàn)樗谋葻崛荽螅?br>C．它排出的廢氣無污染，是一種環(huán)保型的機(jī)器； D．內(nèi)燃機(jī)是依靠產(chǎn)生的高溫高壓氣體做功。
2．把燃料燃燒時(shí)釋放 的轉(zhuǎn)化為 的裝置稱為熱機(jī)。
4．汽油機(jī)吸入氣缸的物質(zhì)是：（ ）。
A．汽油 B．空氣
C．汽油與空氣混合物 D．燃?xì)?br>3．汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是排氣，吸氣，壓縮，_______這四個(gè)沖程，其中能將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是_________沖程。
4．如圖是內(nèi)燃機(jī)的某一個(gè)沖程的工作情況，可以斷定是（ ）
A．吸氣沖程
B．壓縮沖程
C．做功沖程
D．排氣沖程
5．
6．如圖4所示為內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖，熱機(jī)效率（η）等于（ ）。
A．×100%
B．×100%
C．×100%
D．×l00%

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第五節(jié) 熱機(jī)

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