1、第三节 热机的工作原理第二章 能量的守恒与耗散目标导航1.知道什么是热机以及热机的工作原理2了解内燃机的工作原理3了解燃气轮机和制冷机的工作原理新知初探自学导引 一、热机1.热机是把_转化为_的一种装置2.蒸汽机和蒸汽轮机是把_的内能转化为机械能，内燃机和燃气轮机是把_的内能转化为机械能内能机械能水蒸气燃气二、蒸汽机和蒸汽轮机 1.蒸汽机：工作物质是_，它是从加热器吸收热量，其中部分热量用于推动活塞_，剩余的热量排入冷凝器 2.蒸汽轮机：它是用高压水蒸气驱动_，带动转子高速旋转，能输出强大动力水蒸气做功叶轮三、内燃机和燃气轮机 1.内燃机(1)燃料在汽缸内燃烧，直接利用汽缸内生成的高温高压气体
2、推动活塞做功(2)工作原理 吸气压缩做功排气两一两做功内能机械能机械能内能内燃机的一个工作循环一般由_、_、_和_四个冲程组成四个冲程循环往复，内燃机持续工作内燃机的一个工作循环，活塞往复_次，做功_次，飞轮转_转能量转化在内燃机工作的四个冲程中，只有_冲程燃气对外做功，完成_向_的转化；压缩冲程是将_转化为_的过程2.燃气轮机 燃气轮机没有汽缸和活塞，工作时将燃油喷入_，燃烧后产生高温高压燃气，驱动涡轮旋转，将燃气的_转化为_燃烧室内能机械能四、制冷机 制冷机跟蒸汽机、内燃机一样都属于_，只是两者的作用正好相反热机利用吸收的热量的一部分做功，同时将另一部分排放；而制冷机则利用外界对它所做的功
3、，从待冷却物体中吸收热量，同时向高温物体排放热机想一想随着科技的不断发展，假如能够使热机没有漏气没有摩擦也没有机体热量损失，是不是能够使热机效率达100%?提示：不能，原因是热机的工作物质吸收的热量不能全部用来做功，如汽车尾气会带走一部分热量要点探究讲练互动 内燃机的工作原理内燃机的四个冲程 1.吸气冲程：此时，进气门打开，排气门关闭，在飞轮作用下，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，混合气体体积增大，温度近似看做不变，即工作物质没有传热和做功效应，其内能近似不变2.压缩冲程：在飞轮作用下，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，外界对工作物质做功使工作物质内能增加，温度升高3.做功冲程：在压缩
4、冲程结束时由电火花点火，使燃料燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，在此阶段中，工作物质既从高温热源(燃烧的燃料)t1 吸热 Q1，又对外做负功(W)，其内能先是在吸热后增加，又在对外做功后减少4.排气冲程：此时，进气门关闭，排气门打开，在飞轮作用下，活塞向上运动，把温度较高的废气排出汽缸，同时将一部分热量Q2传递给外界环境(低温热源t2)，其内能继续减少特别提醒：活塞由最上端运动到最下端或由最下端运动到最上端叫做一个冲程内燃机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是()A吸气冲程 B压缩冲程C做功冲程D排气冲程例1【答案】C【精讲精析】内燃机要完成一个工作循环，就要完成吸气、压缩、做功和
5、排气这四个冲程燃料是在做功冲程中燃烧的化学能先转化为内能，产生高温高压的气体，推动活塞做功，内能再转化为机械能而另外三个冲程是要消耗机械能的所以正确选项应为 C.变式训练1.下列叙述正确的是()A在构造上，汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴B在吸气冲程中，汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油C在压缩冲程中，汽油机是压燃式点火，柴油机是点燃式点火D在做功冲程中，汽油机汽缸里燃气压强比柴油机里的高解析：选A.汽油机与柴油机的区别是：汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机汽缸顶部有喷油嘴；汽油机吸入汽缸的是空气与汽油的混合物，柴油机吸入汽缸的只是空气；在压缩冲程中，汽油机是点燃式点火，
6、柴油机是压燃式点火；在做功冲程中，柴油机燃气压强高，因而效率比汽油机的高制冷机1.工作原理如图 231 所示，制冷机的压缩机在电动机等的带动下做功，将蒸气状的制冷剂压入冷凝器(散热器)，制冷剂在冷凝器(散热器)中液化，放出热量；液态的制冷剂进入蒸发区后，通过很细的管道后膨胀、汽化，这个过程中冷库的温度降低其后再次进入压缩机，准备下一次循环过程制冷机的结构和工作原理 图231特别提醒：制冷机可以使用不同的制冷剂过去常用氟利昂，但是因为氟利昂会破坏大气的臭氧层，现在已改用R134a了图2322.热机与制冷机的联系与区别广义地讲，制冷机跟蒸汽机、内燃机一样都属于热机，只是两者的作用正好相反热机利用吸
7、收的热量的一部分做功，同时将另一部分排放(图 232 甲)；而制冷机则利用外界对它所做的功，将待冷却物体中的热量取出，同时向高温物体排放(图乙)如图233所示为电冰箱的工作原理压缩机工作时，使制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环从而达到制冷的效果，那么，下列说法正确的是()例2图233A在冰箱外的管道中，制冷剂迅速膨胀并放出热量B在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀并吸收热量C在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩并放出热量D在冰箱内的管道中，制冷剂被剧烈压缩并吸收热量【精讲精析】根据制冷机的制冷原理可知，在冰箱内的管道中，制冷剂迅速膨胀是汽化过程要吸收热量，在冰箱外的管道中，制冷剂被剧烈压缩是液化过程要放出热量故只有 B、C 两项正确，A、D 两项错误【答案】BC【方法总结】记住并理解制冷机的工作原理很重要变式训练2.制冷机向空气放出的热量用Q1表示，从冷库吸收的热量用Q2表示，需要外界做功用W表示，关于三者的关系正确的是()AQ1Q2W BQ1Q2W CQ2Q1WDQ1Q2W 答案：D