《热机》机械能、内能及其转化PPT课件5

1、汽油机的四个冲程特点

汽油机和柴油机的异同比较

一、内能的获得： 

通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。

二、内能的利用： 

现象：水沸腾后会怎样？

推动塞子的能量来自哪里？

... ... ...

演示实验:

现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生.

水蒸气对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠.

工作时：内能转化为机械能

应用：热机

3、做功冲程、做功冲程、压缩冲程

汽油机和柴油机的区别（3个）：

构造上：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；

吸入物质：汽油机吸入空气和汽油的混合物。柴油机吸入纯空气；

点火方式：汽油机是点火式（引燃式），柴油机是压燃式.

... ... ...

《热机的效率》内能的利用PPT教学课件 第一部分内容：A知识要点分类练 知识点 1 燃料的热值 1．某种燃料________燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。汽油的热值是4.6..

《热机的效率》内能的利用PPT下载 第一部分内容：导学设计 学点1 燃料的热值 信息1：在现代社会，人类所用能量的绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。燃料的种类很多，固体燃料有木..

《热机的效率》内能的利用PPT 第一部分内容：知识要点基础 知识点1 燃料的热值 1.2018年9月19日22时07分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以一箭双星的方式成功发射第三..

知识目标：

1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。

2、从能量转化的角度认识燃料的热值。

3、了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

4、通过能量的转化和转移认识效率。

一、内能的获得： 

从能量转化的角度分析：

通过燃料的燃烧，将燃料内部的______能转化为_______能。

水沸腾后：

现象:软木塞______; ______有“白气”产生.

分析:________  对木塞做功,内能  ____,  温度_________成小水珠.

能量转化：_______转化为______。

... ... ...

第一冲程：________  。进气门________ ，排气门________ ，活塞由汽缸最________ 向________ 运动，________ 和________ 的混合物从________ 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，________ 关闭， 曲轴转动________圈。

第二冲程：________  .进气门 和排气门________ ，活塞由汽缸最________ 向________ 运动，燃料的混合物被________ ，汽缸内温度________ ，气压________  。曲轴转动________ 圈。在此过程中，________ 转化________ 。

... ... ...

汽油机工作原理

1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？

压缩冲程：机械能  内能

做功冲程：内能   机械能

2. 哪个冲程获得动力？

做功冲程。（其它三个冲程又叫做辅助冲程。）

3、一个工作循环由四个冲程组成，每个工作循环活塞往复运动__次，曲轴和飞轮转动___周，对外做___次功。辅助冲程是靠飞轮的___性完成的。

... ... ...

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.

1.四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(    ).       

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1.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 

2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.

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一、燃料的分类：

固体燃料、液体燃料和气体燃料。

柴、煤炭、煤油、煤气、天然气；　

二、 燃料燃烧的化学反应：

能量转化：化学能-内能/热能；

作用：给人类提供绝大部分能量，来加热或做功；

猜测：相同质量的不同燃料，完全燃烧时放出的热量相同吗 ？

燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃料完全燃烧放出的热量是不同的。

1、定义：指单位质量的某种物质完全燃烧所放出的热量。其符号是q。

2、单位，符号：J/kg, (J/m3)（类比：速度或密度的单位 ）

四、计算热量公式：

1，公式：Q放=mq(即质量乘以热值)

2，例题：Q=mq

小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7×107J/kg)?

解：Q=mq=1.5kg×2.7×107J/kg =4.05×107J

答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107J

五、燃料的利用率： 

上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107J，实际放出的热量是4.05×107J吗？为什么？水实际吸收的热量呢？

水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。

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热机中的能量损耗：

废气带走的热量；

气缸部件吸热后的热量散失；

克服摩擦做功而消耗的能量；

燃料的不完全燃烧；

都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。 

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知识回顾：如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象，说明了什么问题？

现象：软木塞冲出；管口有“白气”产生。

说明：水蒸汽对木塞做功，内能减少，它的温度下降，水蒸汽液化成小水珠。

工作时：内能转化为机械能

应用：热机

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1、汽油机的构造；观察图回答汽油机的主要构造有：

主体是____，内有____、它通过____与____相连。上部有____和____，顶部有____。

2、工作原理：燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转变成机械能。从而使机械获得动力。

两个名词：

1、一个冲程：

活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。

2、一个工作循环：

把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。

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开始工作前，活塞位于汽缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入汽缸。

活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。机械能转化为内能。

压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。高温燃烧气体的内能转化为活塞的机械能。

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想想议议：

1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？如何转化？

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？

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(     )。

4.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞轮的(    )来完成。

5.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min，则它每秒钟对外做功(    )次。

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课堂检测:

1、某四冲程汽油机，曲轴转速1200r/min，则该汽油机每秒做功__次，有__个冲程,  飞轮转__周。

2、热机是将内能转化成__能的机器；热机一个工作循环由__个冲程组成，其中图中所示是热机的__冲程。

3、关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：

①在做功冲程中，是机械能转化为内能  

②在做功冲程中，是内能转化为机械能  

③只有做功冲程是燃气对外做功   

④汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油。以上说法正确的是（    ）

A.只有②③  B.只有①③  C.只有②④  D.只有②③④

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想想议议：

汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？

1．基本构造和主要部件的作用相似。

2．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

3．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。

4．一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。

1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。

2．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。

3．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。

4．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。

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1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。

2、了解柴油机与汽油机工作原理的相同与不同点。

概念：将由燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。

生活中常见的，且与生活息息相关的热机有汽油机和柴油机。

汽油机、柴油机工作原理

汽油机和柴油机在我们的生活中起着非常重要的作用，是最常用的热机。它们各自都有自己的特点，我们需要仔细研究一下。

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二、汽油机结构和工作原理

1、吸气冲程

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。

2、压缩冲程

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。

3、做功冲程

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。

4、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。

汽油机比较轻巧，噪音较低，常用在汽车、飞机和小型农业机械（如插秧机、机动喷雾器）上面。

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三、柴油机结构和工作原理

1、吸气冲程

进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，空气进入气缸。

2、压缩冲程

进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强增大，温度升高，该冲程末，缸内空气的温度已经超过柴油的燃点。

3、做功冲程

从喷油嘴喷出雾状柴油，柴油遇到热空气立即燃烧起来，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。

4、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。

柴油比汽油便宜，但柴油比较笨重，主要应用在载重汽车、火车、拖拉机、坦克、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。

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四、比较汽油机和柴油机

1、基本构造和主要部件作用相似。

2、每个工作循环都一样，有吸气、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，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。

4、一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。

1、构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。

2、燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。

3、吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。

4、点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。

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《热机的效率》内能的利用PPT教学课件 第一部分内容：A知识要点分类练 知识点 1 燃料的热值 1．某种燃料________燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。汽油的热值是4.6..

《热机的效率》内能的利用PPT下载 第一部分内容：导学设计 学点1 燃料的热值 信息1：在现代社会，人类所用能量的绝大部分依然是从燃料的燃烧中获得的。燃料的种类很多，固体燃料有木..

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一、内能的获得： 

通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。

二、内能的利用： 

1、直接加热物体

2、利用内能做功

内能转化为机械能

燃料燃烧将化学能转化为内能，又通过做功将内能转化为机械能

将内能转化为机械能的机器

热机的种类

蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等

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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了动力？

3、哪个冲程排出了汽车的尾气？

点火方式：压燃式

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。

点火方式：引燃式

在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。

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三、燃料的热值： 

1、燃料的种类很多，可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。

2、燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。 

3、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 

4、热值的单位：J/kg

5、热值的符号：q

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四、燃料的利用率： 

上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤完全燃烧放出的热量为4.05×107J，实际放出的热量是4.05×107J吗？为什么？水实际吸收的热量呢？

水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。

1、炉子的效率：

有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完全燃烧放出的热量之比。

公式：η=Q吸/Q放=cm△t/mq

2、提高燃料利用率，节约能源

1）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大送风量。

2）加大受热面积，减少烟气带走的热量：

3、热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率。

燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。 

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提高热机效率的途径和节能方法：

(1)尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；

(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。 

1、完全燃烧15千克热值是 3.4×107焦耳/千克的木炭，能产生多少热量？

2、想要获得这些热量,需要完全燃烧多少千克氢气?(q氢=1.4 ×108焦耳/千克)

3、把5kg、40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？

（已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）

《热机的效率》内能的利用PPT教学课件 第一部分内容：A知识要点分类练 知识点 1 燃料的热值 1．某种燃料________燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。汽油的热值是4.6..

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问题：水沸腾后会怎样？

推动塞子的能量来自哪里？

演示实验：

现象：软木塞冲出；管口有“白气”产生。

说明：水蒸汽对木塞做功，内能减少，它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠。

工作时：内能转化为机械能

应用：热机

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1.热机的种类

喷气发动机

热机：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。

内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力 的热机。

常见的内燃机：汽油机     柴油机

2.内燃机的构造

(1)汽油机     (2)柴油机

①构造         ①构造

②工作原理   ②工作原理

③汽油机完整工作过程

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进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。

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。

机械能转化为内能。

进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

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想想议议：

汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？

1．基本构造和主要部件的作用相似。

2．每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

3．四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。

4．一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。

1．构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。

2．燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。

3．吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。

4．点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。

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5、热机的效率

热机的效率：热机所做的做有用功那和燃料完全燃烧放出的热量之比。叫热机的效率。

燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。 

提高热机效率的途径和方法：

(1)尽可能减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；

(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。 

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课堂练习:

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(    )。      

4.某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min，它每秒钟对外做功(         )次。  

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例题：把5kg40℃的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2×107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收）

解：Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg·0C)×5kg×600C

=1.26 ×106J；

Q放＝Q吸

m1=Q放/q

= 1.2×106J/(1.2×107J/kg)=0.1kg

燃料燃烧释放的能量用来开动热机，这些能量不会全部用来做有用功。

热机效率：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

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1.什么是内能？

2.改变内能的两种方法及实质？

实验演示：

如图所示在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾。

观察现象，思考原因

演示实验:

现象：软木塞冲出；管口有“白汽”产生

说明：水蒸汽对木塞做功，内能减少，它的温度下降，水蒸汽液化成小水珠。

能量转化：内能转化为机械能

应用：热机（将内能转化为机械能的机械）

... ... ...

1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。

2、从能量转化角度认识燃料的热值，能进行有关燃烧放热的简单计算。

3、通过能量的转化和转移，认识热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道怎样提高热机效率。

一、热机的种类： 

1、内燃机：

燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机。

常见的内燃机：汽油机 柴油机

(1)汽油机的构造(2)柴油机的构造

 2、汽油机的工作原理：

1.明确：一个冲程、一个工作循环

2.完成以下问题

（1）热机是把______能转化为_____能的装置。内燃机是燃料直接在发动机_____ 燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做______和_______。

（2）工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有______个冲程。包括：______ ________ 、  _______ 、 ________四个冲程。

... ... ...

1.一个工作循环有_____个冲程，飞轮转动_____周，对外做功_____次，活塞往复运动_____次，其他冲程靠飞轮的惯性完成。

2.在汽油机工作的四个冲程中，内能最大的冲程是＿＿＿＿＿。内能最小的冲程是＿＿＿＿＿。

二、燃料及其热值

1.燃料燃烧过程中的能量转化

2.热值：定义、单位、物理意义

3.完成下列题目：

（1）燃料的热值：  _____________符号：___。单位：_____。气体燃料的热值单位：____。

（2）干木柴的热值是1.2×l07焦物理意义是__________。完全燃烧2kg干木柴放出的热量是______ J，公式是：_________。

... ... ...

提高热机效率的途径和方法：

(1)尽可能减少各种热损失，保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；

(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。 

1、如图1表示内燃机工作循环中的一个冲程，从气门的启闭和活塞的运动可判断这是_____冲程。

《热机的效率》内能的利用PPT教学课件 第一部分内容：A知识要点分类练 知识点 1 燃料的热值 1．某种燃料________燃烧时放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。汽油的热值是4.6..

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《热机的效率》内能的利用PPT 第一部分内容：知识要点基础 知识点1 燃料的热值 1.2018年9月19日22时07分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以一箭双星的方式成功发射第三..

说明：汽油机工作时，四个冲程周而复始，然而只有第三个冲程是对外做功的，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。

生活中哪些机械都用到汽油机？

热  机：把内能通过做功的形式转化为机械能的装置。

内  燃  机：内燃机是最常见的热机；汽油机、柴油机是最常见的内燃机。

四冲程汽油机：结  构（进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴）             

工作原理：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程是一个工作过程，然后循环。

... ... ...

课堂练习：

1.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的．．（　）

Ａ．压强增大，温度降低　　Ｂ．压强减小，温度升高；

Ｃ．压强增大，温度升高；　Ｄ．压强减小，温度降低

２.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是．．（　）

Ａ.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴

Ｂ.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物

Ｃ.吸气冲程是内能转化为机械能　　Ｄ.压缩冲程是内能转化为机械能

３.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 rad／min，它１s完成（   ）

A.30个冲程，做了30次功　B.60个冲程，做了60次功

C.120个冲程，做了30次功　D.60个冲程，做了15次功

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