Bài 28. Động cơ nhiệt

Chào mừng các thầy cô giáo về
dự với lớp 8A
Nguyễn Khắc Hoài
Người thực hiện
Bài Vật lí
ĐộNG CƠ NHIệT
Câu hỏi:Quan s¸t vµ gi¶i thÝch hiÖn t­îng x¶y ra trong thÝ nghiÖm sau ®©y?
Trả lời:
Khi đun nóng ống nghiệm,
không khí và hơi nước trong
ống nghiệm nóng lên, dãn nở,
làm áp suất trong ống nghiệm
tăng đẩy nút bật lên và lạnh đi.
Ở đây nhiệt năng của không khí
và hơi nước đã chuyển hoá thành
cơ năng của nút.
KIỂM TRA BÀI CŨ
Qua phân tích TN trên ta thấy nhiệt năng của không khí và hơi nước đã chuyển hóa thành cơ năng. Đó chính là cơ sở quan trọng để con người chế tạo ra chiếc máy hơi nước đầu tiên vào những năm đầu thế kỉ XVII, nó là bàn đạp để con người có những bước tiến khổng lồ trong lĩnh vực chế tạo động cơ nhiệt.
Động cơ nhiệt được ứng dụng rộng rãi trong thực tế: Giao thông vận tải; sản xuất; công cuộc khám phá và chinh phục vũ trụ . . .
?. §éng c¬ nhiÖt cã cÊu t¹o vµ ho¹t ®éng nh­ thÕ nµo?
TIẾT 33 - BÀI 28: ĐỘNG CƠ NHIỆT
1. Định nghĩa:
Động cơ nhiệt là những động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hoá thành cơ năng.
2. Ví dụ về động cơ nhiệt:
a) Động cơ đốt ngoài: Máy hơi nước, tuabin hơi…
b) Động cơ đốt trong:
Động cơ nổ 4 kì (động cơ xăng): Xe máy, ô tô, máy bay, máy phát điện chạy xăng ...
Động cơ Điêzen: Xe lửa, tàu thuyền, xe lu, máy ủi, máy xúc ...
Động cơ phản lực: máy bay, tên lửa, tàu vũ trụ…
I. ĐỘNG CƠ NHIỆT LÀ GÌ ?
MỘT SỐ LOẠI ĐCN
1. Cấu tạo động cơ nổ bốn kì: (H- 28.4)
(1) Van hút (xupap nạp)
(2) Van xả (xupap xả)
(3) Pittông - Xi lanh
(4) Trục bằng biên
(5) Tay quay
(6) Vô lăng (bánh đà)
(7) Bugi
II. ĐỘNG CƠ NỔ BỐN KÌ
CẤU TẠO ĐC NỔ 4 KÌ
a) Kì thứ I (KÌ NẠP): HÚT NHIÊN LIỆU
2. Chuyển vận:
Gồm 4 kì (nạp, nén, nổ, xả).
Pittông chuyển động xuống dưới. Van nạp mở, van xả đóng  áp suất trong xi lanh giảm  hỗn hợp nhiên liệu được hút vào xi lanh. Cuối kì này xi lanh chứa đầy hỗn hợp nhiên liệu và van nạp đóng lại.
MINH HỌA KÌ NẠP
Pittông chuyển động lên phía trên nén hỗn hợp nhiên liệu trong xi lanh. (cả 2 van cùng đóng)
b) Kì thứ II (KÌ NÉN): NÉN NHIÊN LIỆU
MINH HỌA KÌ NÉN
c) Kì thứ III (KÌ NỔ): ĐỐT NHIÊN LIỆU
- Khi pittông lên đến điểm cao nhất hỗn hợp nhiên liệu bị nén với áp suất cao. Bugi bật tia lửa điện đốt cháy hỗn hợp nhiên liệu, kèm theo tiếng nổ và toả nhiệt.
- Các chất khí mới tạo thành dãn nở, sinh công đẩy pittông xuống dưới. Cuối kì này van xả mở  khí thải qua van xả ra ngoài.
MINH HỌA KÌ NỔ
d) Kì thứ IV (KÌ XẢ): THOÁT KHÍ
Quỏn tớnh quay c?a bỏnh d� l�m pittụng chuy?n d?ng lờn trờn, d?n h?t khớ trong xilanh ra ngo�i qua van x?.
Sau dú cỏc kỡ c?a d?ng co l?i du?c l?p l?i. Trong 4 kỡ, ch? cú kỡ th? 3 l� kỡ sinh cụng. Cỏc kỡ khỏc, d?ng co chuy?n d?ng nh? d� c?a vụ lang.
MINH HỌA KÌ XẢ
CHUYỂN VẬN
TL:
Tạo ra khí thải, bụi và tiếng nổ lớn.
Những sự kiện đó gây ra những tác hại gì với môi trường xung quanh?
+Tác động đến đường hô hấp.
+Gây hiệu ứng nhà kính
+Bụi bám trên lá cây gây nhiễm khuẩn thực phẩm, làm giảm khả năng quang hợp.
+Gây ô nhiễm tiếng ồn.
Khi đốt nhiên liệu, ngoài việc sinh công, động cơ còn có ảnh hưởng gì đến môi trường?

III. HIỆU SUẤT CỦA ĐỘNG CƠ NHIỆT
? : Ở động cơ nổ 4 kì cũng như ở bất kì động cơ nhiệt nào có phải toàn bộ nhiệt lượng của nhiên liệu bị đốt cháy toả ra được biến thành công có ích không ? Tại sao ?
*Trả lời :
- ? d?ng co n? 4 kỡ cung nhu ? b?t kỡ d?ng co nhi?t n�o khụng ph?i to�n b? nhi?t lu?ng c?a nhiờn li?u b? d?t chỏy to? ra du?c bi?n th�nh cụng cú ớch. Vỡ m?t ph?n nhi?t lu?ng n�y du?c truy?n cho cỏc b? ph?n c?a d?ng co nhi?t l�m cỏc b? ph?n n�y núng lờn, m?t ph?n n?a theo khớ th?i thoỏt ra ngo�i khụng khớ l�m cho khụng khớ núng lờn.
- Trong thực tế chỉ có khoảng 30% đến 40% nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra biến thành công có ích. Người ta nói động cơ nhiệt có hiệu suất khoảng 30% đến 40%.
- H: Hiệu suất của động cơ nhiệt (%)
- A: Công mà động cơ thực hiện được (J)
- Q: Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra (J)
*ĐN: Hiệu suất của động cơ nhiệt được xác định bằng tỉ số giữa
phần nhiệt lượng chuyển hoá thành công cơ học (công có ích để
chạy máy) và nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra.
Bài 6: Một ô tô chạy được quãng đường 100km với lực kéo trung bình là 736N, tiêu thụ hết 5 lít xăng (khoảng 4kg) Tính hiệu suất của động cơ ô tô ?
(biết NSTN của xăng=46.106J/kg).
Bài giải:
Nhiệt lượng do nhiên liệu bị đốt cháy toả ra:
Hiệu suất của động cơ ô tô:
Q = q.m = 46.106.4 = 184 000 000 ( J ).
A = F.s = 736.100 000 = 73 600 000 ( J ).
Công mà động cơ của xe sinh ra:
IV. VẬN DỤNG
Một nhà máy nhiệt điện
Khói bụi của động cơ và máy móc công nghiệp
Theo em, loài người cần phải làm gì để tránh được tác hại của động cơ nhiệt đối với môi trường?
+ Hạn chế sử dụng động cơ nhiệt ( chỉ sử dụng khi cần thiết)
+ Nghiên cứu, cải tiến để sản xuất các động cơ nhiệt thân thiện hơn đối với môi trường và có hiệu suất cao hơn.
+ Thay thế những động cơ đã cũ nát tiêu tốn nhiên liệu và độc hại bằng những động cơ mới hơn.
+ Sử dụng những động cơ khác thay thế động cơ nhiệt( động cơ điện) hoặc phối hợp sức kéo của động cơ và sức gió( thuyền buồm)
Ô TÔ ĐIệN NISSAN
ĐỘNG CƠ NHIỆT
1. Định nghĩa động cơ nhiệt:
Động cơ nhiệt là những động cơ trong đó một phần năng lượng của nhiên liệu bị đốt cháy chuyển hoá thành cơ năng.
2. Ví dụ về động cơ nhiệt:
a) Động cơ đốt ngoài: Máy hơi nước, Tua-bin hơi nước ...
b) Động cơ đốt trong: Động cơ nổ 4 kì (động cơ xăng), động cơ Điêzen, động cơ phản lực ...
3. Động cơ nổ 4 kì:
a) Cấu tạo động cơ nổ 4 kì:
b) Chuyển vận động cơ nổ 4 kì:
Nạp - Nén - Nổ - Xả

4. Hiệu suất của động cơ nhiệt:
TỔNG HỢP KIẾN THỨC
Trong 4 kì chuyển vận của động cơ, chỉ có kì thứ 3 là kì sinh công. Các kì khác động cơ không sinh công  động cơ không sinh công liên tục mà bị ngắt quãng  công suất của động cơ nhỏ.
Vậy để động cơ sinh công liên tục ở cả 4 kì người ta thường chế tạo động cơ có nhiều xi lanh (tối thiểu là 4 xinh lanh) và bố trí để các xi lanh trong động cơ lần lượt sinh công xen kẽ nhau  Theo quy luật.
MỞ RỘNG
LIÊN HỆ THỰC TẾ & MÔN HỌC KHÁC
Ở kì thứ 3 khi động cơ sinh công áp suất của chất khí dãn nở đẩy Pit-tông chuyển động xuống dưới (chuyển động thẳng). Trong thực tế ta thấy mục đích sử dụng động cơ đốt trong nhằm sử dụng công của động cơ sinh ra để tạo ra các chuyển động quay (Ví dụ: Các phương tiện giao thông làm quay đĩa xích (nhông xích) của xe sau đó được xích truyền tới trục quay của bánh rồi làm bánh xe quay ...).
Vậy là việc sử dụng động cơ nổ 4 kì nảy sinh yêu cầu phải biến chuyển động thẳng (tịnh tiến) của Pit-tông thành chuyển động quay của các thiết bị khác.
?. Bằng kiến thức về truyền và biến đổi chuyển động mà các em đã được học ở môn Công nghệ (lớp 8) hãy quan sát và tìm hiểu ở mô hình của động cơ nổ 4 kì để nhận xét những bộ phận nào có nhiệm vụ biến đổi chuyển động?
Trả lời: Ở động cơ nổ 4 kì chuyển động tịnh tiến của Pit-tông được biến thành chuyển động quay nhờ trục bằng biên và tay quay (cơ cấu trục khuỷu-thanh truyền); còn chuyển động tịnh tiến để đóng mở 2 van được biến đổi từ chuyển động quay của trục cam.
MINH HỌA
CỦNG CỐ - HƯỚNG DẪN VỀ NHÀ
1. Củng cố:
?1. Nêu định nghĩa động cơ nhiệt là gì? Kể tên một số máy sử dụng động cơ nhiệt?
?2. Nêu những bộ phận cơ bản của động cơ nổ 4 kì?
?3. Mô tả các kì chuyển vận của động cơ nổ 4 kì?
2. Hướng dẫn về nhà:
Học phần ghi nhớ (SGK), cấu tạo và chuyển vận của động cơ nổ 4 kì.
Tìm hiểu phần có thể em chưa biết (SGK)
Làm bài tập 28.1 đến 28.7 (SBT)
HẾT
* Bài tập bổ sung: Với 4 lít xăng, một xe máy có công suất 1,6kW chuyển động với vận tốc 36 km/h sẽ đi được quãng đường bao nhiêu km? Biết hiệu suất của động cơ là 30%, NSTN của xăng là 46.106J/kg, khối lượng riêng của xăng 700kg/m3.