热机
人类需要各种各样的能量来做功。比如，外出时我们希望有能量推动汽车，坐电梯时需要有电能转化为人和电梯的重力势能，等等。
可以说，人类的文明是基于能量与做功的有效利用。热机，显然与热是有关的，到底什么是热机呢？这是我们这一节《14.1热机》的主要教学内容。
热机与第一次工业革命
第一次工业革命是指18世纪60年代从英国发起的技术革命，是技术发展史上的一次巨大革命，它开创了以机器代替手工劳动的时代。
这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革。
瓦特蒸汽机就是一种热机，是第一次工业革命的代表。第一次工业革命的代表是：
1.哈格里夫斯珍妮纺织机（机械结构的改善）
2.瓦特制成的改良型蒸汽机（让内能做功）
水蒸气做功的实验演示
如图所示，
酒精灯燃烧产生的热量传递给水和水蒸气；橡皮塞受到水蒸气的压力而被弹出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。
实验说明：内能可以转化为机械能。这个实验展现的就是蒸汽机的基本原理。
热机的概念
利用燃料燃烧放出的能量做功的机械，叫做热机。
内燃机是最常见、最典型的一种热机。燃料直接在气缸内燃烧，产生动力的热机叫做内燃机。
热机的分类有：蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机。
曲柄连杆机构
把直线运动转化为圆周运动
蒸汽机的工作原理
汽轮机工作原理
汽轮机也称蒸汽透平发动机，是一种旋转式蒸汽动力装置，高温高压蒸汽穿过固定喷嘴成为加速的气流后喷射到叶片上，使装有叶片排的转子旋转，同时对外做功。
内燃机
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
常见的内燃机有两类：汽油机和柴油机。
汽油机与柴油机分别是如何工作的呢？我们来做具体分析：
四冲程汽油机结构
如图所示，四冲程汽油机的剖面图。
汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。
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。
四冲程汽油机工作原理
如图所示，要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动。
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，叫做一个冲程。
四冲程汽油机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环进行工作。
柴油机的构造与工作原理
柴油机的构造和汽油相似，但是柴油机是通过压缩空气直接点燃柴油，上方不需要设置火花塞，而有一个喷油嘴。
柴油机的工作过程，也包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
在吸气冲程吸入的只有空气。在压缩冲程中，活塞把空气压缩得非常小，使得空气的温度很高。压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过了柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到空气立刻燃烧。
在做功冲程中，燃烧放出的热使得气体的压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功。在排气冲程中，曲轴推动活塞向上运动，把产生的废气排出汽缸。
柴油机的特点
柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。
柴油机工作的过程中压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。
随着近年来柴油机技术的发展，其体积、噪声和污染等方面的缺点都逐步得到了改善，越来越多的汽车也开始使用柴油发动机了。
《热机》基础知识巩固题
1、燃料燃烧，是 能转化为 。
2、内能的利用方式：利用内能来加热，从能的角度看： ；利用内能来做功，从能的角度来看： 。
3、热机定义： 。能的转化： 转化为 。
4、汽油机和柴油机的比较,不同点有很多，构造：汽油机的顶部有一个 ，柴油机的顶部有一个 ；吸气冲程：汽油机吸入 ，柴油机吸入 ；点燃方式：汽油机是 ，柴油机是 ；效率：汽油机的效率 ，柴油机的效率 ；应用：汽油机的应用有 、 ，柴油机的应用有 、 。他们的相同点是： 。
5、内燃机的工作过程由 、 、 、 四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是 冲程，将内能转化成机械能的是 冲程。
6、在内燃机工作的四个冲程中，只有 冲程燃气对外做功，完成 能和 能的转化；压缩冲程将 能转化为 能的过程。
7、热机的种类很多，最常见的是 ，它包括 和 。其他还有 、 、 等。
8、汽油机在压缩冲程中，气缸中的燃料混合物压强 ，温度 。
9、下列关于热机错误的是 。
A、利用内能来做功的机械叫做热机
B、蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机都是热机
C、一切热机的工作过程都包括四个冲程
D、用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率
10、单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮惯性来完成的是 。
A、只有吸气和压缩两个冲程
B、只有压缩和排气两个冲程
C、只有排气和吸气两个冲程
D、有吸气、压缩和排气三个冲程
《热机》基础知识巩固题答案
1、化学 内能
2、是内能的转移过程 是内能转化为机械能
3、利用内能做功的机械 内能 机械能
4、火花塞 喷油塞 汽油与空气的混合气体 空气 点燃式 压燃式 低 高 小型汽车 摩托车 载重汽车 大型拖拉机 冲程：活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动两周，经历四个冲程，做功一次。
5、吸气 压缩 做功 排气 压缩 做功
6、做功 内 机械 机械 内
7、内燃机 汽油机 柴油机 蒸汽机 汽轮机 喷气发动机
8、增大 升高
9、C
10、D
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