Bài giảng môn Vật lý Lớp 8 - Bài 28: Động cơ nhiệt

Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTKể từ khi chiếc máy hơi nước đầu tiên được chế tạo vào những năm đầu thế kỷ XVII, vừa cồng kềnh vừa chỉ sử dụng được không quá 5% năng lượng của nhiên liệu được đốt cháy, đến nay con người đã có những bước tiến khổng lồ trong lĩnh vực chế tạo động cơ nhiệt. Ngày nay, con người sử dụng từ những động cơ nhiệt bé nhỏ dùng để chạy xe gắn máy đến những động cơ nhiệt khổng lồ dùng để phóng những con tàu vũ trụ.Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.Động cơ nhiệt đầu tiên là máy hơi nước. Nhiên liệu chủ yếu là củi, than, dầu . . . được đốt cháy từ bên ngoài xilanh của động cơ.Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.Động cơ nhiệt sau đó là động cơ đốt trong, là động cơ mà nhiên liệu được đốt cháy ngay bên trong xilanh của động cơ. Nhiên liệu chủ yếu là xăng hoặc ma dút dùng trong xe máy, ôtô, máy bay, tàu hỏa, tàu thủy. . .Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.Động cơ nhiệt nhiệt chạy bằng nhiên liệu đặc biệt của tên lửa, tàu vũ trụ. Nhiên liệu chủ yếu là năng lượng nguyên tử dùng trong tàu ngầm, tàu phá băng (trên biển), nhà máy điện nguyên tử. . .Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nay1. Cấu tạo:1,2: van tự động đóng và mở khi píttông chuyển động (supap)3: xilanh và pittông có thể chuyển động trong xilanh4: tay biên (tay zên) nối pittông và tay quay (5).5: tay quay-trên thục tay quay có gắn vôlăng (6)6: vôlăng-có tác dụng tạo quán tính cho tay quay7: bugi dùng để bật tia lửa điện đốt cháy nhiên liệu trong xi lanh.Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nay1. Cấu tạo:2. Chuyển vận:a) Kỳ thứ nhất: Hút nhiên liệu. Pittông chuyển động xuống dưới. Van 1 mở, van 2 đóng, hỗn nhiên liệu được hút vào xilanh. Cuối kỳ này trong xilanh đã chứa đầy hỗn hợp nhiên liệu và van 1 dóng lại.Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nay1. Cấu tạo:2. Chuyển vận:a) Kỳ thứ hai: Nén nhiên liệu. Pittông chuyển động lên phía trên nén hỗn hợp nhiên liệu trong xilanh. Van 1, van 2 đều đóng.Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nay1. Cấu tạo:2. Chuyển vận:a) Kỳ thứ ba: Đốt nhiên liệu. Khi pittông lên đến tận cùng thì bugi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu trong xilanh, kèm theo tiếng nổ và tỏa nhiệt. Các chất khí mới tạo thành dãn nở, sinh công đẩy pittông xuống dưới. Cuối kỳ này van 2 mở ra.Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nay1. Cấu tạo:2. Chuyển vận:a) Kỳ thứ tư: Thoát khí. Pittông chuyển động lên phía trên, dồn hết khí mới sinh ra sao khi đốt nhiên liệu ở kỳ thứ ba trong xilanh ra ngoài qua van 2. Sau đó các kỳ của động cơ lặp lại từ đầu kỳ thứ nhấtBài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nayTrong bốn kỳ của động cơ, chỉ có kỳ thứ ba là sinh công. Các kỳ khác, động cơ chuyển động nhờ đà (quán tính) của vôlăng.III. HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆTC1 Ở động cơ nổ bốn kỳ cũng như bất kỳ động cơ nhiệt nào có phải toàn bộ nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra được biến thành công có ích không? Tại sao? Không, vì một phần nhiệt lượng của nhiên liệu được truyền cho các bộ phận của động cơ nhiệt làm cho các bộ phận này nóng lên, một phần nữa theo các khí thải thoát ra ngoài khí quyển làm cho khí quyển nóng lên.Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nayTrong bốn kỳ của động cơ, chỉ có kỳ thứ ba là sinh công. Các kỳ khác, động cơ chuyển động nhờ đà (quán tính) của vôlăng.III. HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆTC2 Trong thực tế chỉ có khoảng từ 30% đến 40% nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra được biến thành công có ích. Người ta nói các động cơ nhiệt có hiệu suất vào khoảng từ 30% đến 40% và đưa ra công thức tính hiệu suất? Hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng tỉ số giữa phần nhiệt lượng chuyển hóa thành công cơ học và nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra.Hãy phát biểu định nghĩa hiệu suất của động cơ nhiệt nêu trên, đơn vị của các đại lượng có mặt trong biểu thức. A: Công mà động cơ thực hiện (J), có độ lớn bằng phần nhiệt lượng chuyển hóa thành cơ năng.Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra (J)Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nayTrong bốn kỳ của động cơ, chỉ có kỳ thứ ba là sinh công. Các kỳ khác, động cơ chuyển động nhờ đà (quán tính) của vôlăng.III. HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT A: Công mà động cơ thực hiện (J), có độ lớn bằng phần nhiệt lượng chuyển hóa thành cơ năng.Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra (J).IV. VẬN DỤNGC3 Các máy cơ đơn giản mà em học ở lớp 6 có phải là động cơ nhiệt không? Tại sao? Không, vì hoạt động của máy cơ đơn giản không có sự chuyển hóa năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy thành cơ năngBài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nayTrong bốn kỳ của động cơ, chỉ có kỳ thứ ba là sinh công. Các kỳ khác, động cơ chuyển động nhờ đà (quán tính) của vôlăng.III. HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT A: Công mà động cơ thực hiện (J), có độ lớn bằng phần nhiệt lượng chuyển hóa thành cơ năng.Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra (J).IV. VẬN DỤNGC4 Hãy kể tên các dụng cụ có sử dụng động cơ nổ bốn kỳ mà em biết. Xe gắn may, xe ôtô, máy cày . . .Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nayTrong bốn kỳ của động cơ, chỉ có kỳ thứ ba là sinh công. Các kỳ khác, động cơ chuyển động nhờ đà (quán tính) của vôlăng.III. HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT A: Công mà động cơ thực hiện (J), có độ lớn bằng phần nhiệt lượng chuyển hóa thành cơ năng.Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra (J).IV. VẬN DỤNGC5 Theo em thì động cơ nhiệt có thể gây ra những tác hại nào dối với môi trường sống của chúng ta? Gây ra tiếng ồn, khí thảy do đốt nhiên liệu là khí độc, nhiệt lượng tỏa ra ngoài khí quyển làm cho nhiệt độ của khí quyển tăng lên (hiệu ứng nhà kín) . . .Bài 28: ĐỘNG CƠ NHIỆTI. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ? Động cơ nhiệt là động cơ mà trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy được chuyển hóa thành cơ năng.II. ĐỘNG CƠ NỔ 4 KỲĐộng cơ bốn kỳ là động cơ thường gặp nhất hiện nayTrong bốn kỳ của động cơ, chỉ có kỳ thứ ba là sinh công. Các kỳ khác, động cơ chuyển động nhờ đà (quán tính) của vôlăng.III. HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT A: Công mà động cơ thực hiện (J), có độ lớn bằng phần nhiệt lượng chuyển hóa thành cơ năng.Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy tỏa ra (J).IV. VẬN DỤNGC6 Một ôtô chạy được quãng đường 100km với lực kéo trung bình là 700N, tiêu thụ hết 4lít xăng (khoảng 4kg). Tính hiệu suất của động cơ ôtô.s = 100km = 100 000kmF = 700Nm = 4kgq = 46.106J/kgH = ?Công của động cơ ôtô:A = F.s = 700x100 000 = 70 000 000(J)Nhiệt lượng của 4 lít xăng tỏa ra:Q = q.m = 46.106.4 = 184 000 000(J)Hiệu suất của động cơ ôtô: