第一节 热机
第十四章 内能的利用
讨论这个实验中能量转化的情况。
一、热机
演　示
燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的机械能。
1．热机
——利用内能做功的机械
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。
2．热机的种类
2、内燃机分为汽油机和柴油机两大类
使用汽油作为燃料的叫汽油机。
使用柴油作为燃料的叫柴油机。
1、燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机
二、内燃机
1．构造
三、汽油机
吸气冲程
2、汽油机的工作过程
汽油机是在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。汽油机是利用四个冲程循环工作的。
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
开机
关机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭，活塞通过连杆在曲轴的带动下由上端向下运动，此时，汽油和空气组成的燃料混合物被吸入气缸。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭，活塞通过连杆在曲轴的带动下由下向上运动，燃料混合物被压缩，混合气体的压强增大，温度升高。
机械能转化为内能
做功冲程
进气门和排气门都关闭，在压缩冲程末尾时，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，该冲程使机械获得动力。
排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞由下向上运动，把废气排出气缸。活塞通过连杆在曲轴的带动下又向下运动，开始下一个工作循环。
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？
压缩冲程和做功冲程
做功冲程
排气冲程
通过外力使曲轴转动
使汽车获得动力
汽油机的一个工作循环有四个冲程，活塞往返两次，曲轴转二周，对外做功一次。汽油机的四个冲程中只有做功冲程对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。
小结：
例：一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800r/min,则一秒钟有 个工作循环，对外做功 次，活塞往返运动 ,有 个冲程。
15
15
30
60
柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
四、柴油机
柴油机和汽油机的相同点：
1、基本构造和主要部件的作用相似。
2、每个工作循环都一样，由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
3、四个冲程中，只有做功冲程对外做功。
4、在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，飞轮转两圈，做功一次。
柴油机和汽油机的不同点：
1、构造：柴油机的气缸顶部没有火花塞，而是一个喷油嘴。
2、吸入物质：汽油机吸入的是汽油和空气的燃料混合物，而柴油机吸入的是空气。
3、点火方式：点火方式不同，汽油机为点燃式，柴油机为压燃式。
4、压强、功率：柴油机比汽油机的压强大、输出功率大。
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低
廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。
柴油发动机与汽油发动机相比柴油机对空气的压缩程度比汽油机高因此输出功率更大，热效率更高，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
汽油机和柴油机的优缺点
下图为内燃机的四个冲程。其中把机械能转化为内能的冲程是（ ）；把内能转化为机械能的冲程是（ ）；把废气排出去的冲程是（ ）；依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
D
A
D
B
C
B C D
A
C
下图中，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的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。
甲吸气
乙压缩
丙做功
丁排气