热机与社会发展共35页文档
热机与社会发展
汇报人：
日期:
CATALOGUE
目 录
• 热机概述 • 热机在社会发展中的作用 • 热机与社会进步的关系 • 热机的未来发展及挑战 • 热机与社会发展的互动影响 • 案例分析：热机在社会发展中的
应用与影响
01
CATALOGUE
热机概述
定义与工作原理
定义
热机是指利用热能来驱动机械功的机器，是工业现代化和交通运输的主要动力 来源。
农业机械
热机为农业机械提供动力，提高农业生产效率，促进农业现 代化。
食品加工
热机在食品加工行业中广泛应用，如制糖、制茶、酿造等， 为食品加工提供稳定、高效的生产力。
03
CATALOGUE
热机与社会进步的关系
科技进步的推动力
1 2
热机的发展历程
从蒸汽机到内燃机，再到燃气轮机等新型热机， 每一次进步都伴随着科技进步和工业革命，推动 了社会经济的快速发展。
工作原理
热机的工作原理主要是基于热力学第一定律和第二定律，通过将热能转化为机 械能来实现做功。
热机的种类与特点
蒸汽机
蒸汽机是最早的热机之一，主 要利用水蒸气的压力来推动活 塞运动，具有体积大、效率低
、耗能多的特点。
内燃机
内燃机是目前应用最广泛的一种热 机，包括汽油机、柴油机和燃气轮 机等，具有体积小、效率高、使用 方便等特点。
详细描述
核能是一种能够大规模提供电力的能源来源，具有高效 、清洁等优点。在能源需求日益增长的今天，核能成为 保障国家能源安全的重要手段之一。同时，核能的发展 也推动了核能技术的创新和发展，为人类提供了新的能 源来源和发展机遇。
核能与能源安全战略
总结词
核能的发展需要重视安全和环境问题，推动可持续发 展。
《热机与社 会发展》 讲义
《热机与社会发展》讲义一、热机的诞生与发展热机，这个在现代社会中扮演着至关重要角色的机器，其诞生和发展是人类工业文明进步的重要里程碑。
在很久以前，人们就开始尝试利用各种能源来实现机械运动。
早期的简单机械，如杠杆、滑轮等，虽然能够帮助人们完成一些工作，但它们的能量来源主要是人力或畜力，效率低下且局限性很大。
直到 17 世纪末，蒸汽机的出现彻底改变了这一局面。
詹姆斯·瓦特对蒸汽机的改进，使其效率大幅提高，成为了工业革命的强大动力。
蒸汽机通过燃烧煤炭将水加热成蒸汽，蒸汽的膨胀推动活塞做功，从而带动各种机器运转。
随着技术的不断进步，热机的种类也越来越多。
除了蒸汽机，内燃机、燃气轮机等相继问世。
内燃机通过在气缸内燃烧燃料产生动力，具有体积小、功率大等优点，广泛应用于汽车、飞机等交通工具中。
燃气轮机则以其高效、大功率的特点，在发电、船舶等领域发挥着重要作用。
二、热机在工业革命中的作用工业革命时期，热机的广泛应用极大地推动了生产力的发展。
工厂不再依赖水力和风力，而是依靠蒸汽机提供稳定的动力，生产规模得以迅速扩大。
大规模的机械化生产使得商品的产量大幅增加，成本降低，从而满足了人们日益增长的物质需求。
同时，热机的发展也带动了其他相关产业的兴起。
例如，钢铁行业为制造热机提供了材料；煤炭开采业为热机提供了能源。
这种相互促进的发展模式加速了工业化进程，使得社会经济结构发生了根本性的转变。
热机的应用还促进了交通运输业的变革。
蒸汽机车的出现使陆地运输的速度和效率大幅提高，货物和人员的流动更加便捷。
这不仅加强了地区之间的经济联系，也促进了文化和思想的交流。
三、热机对社会经济的影响热机的发展对社会经济产生了深远的影响。
首先，它促进了工业的快速发展，使得制造业从手工劳动向机械化、自动化转变，提高了生产效率，降低了生产成本，增加了企业的利润。
在农业领域，热机驱动的农业机械的出现，如拖拉机、收割机等，大大提高了农业生产效率，使得农业能够满足不断增长的人口对粮食的需求。
12.4热机与社会发展
电动车
太阳能汽车
太阳能汽车
小结
种类：蒸汽机、内燃机、喷气发动机、火箭发动机。 ⑴热机 共同点：将燃料燃烧时的 化学能转化为 内能，通过做 功把 内 能转化为 机械 能。 以汽油为燃料的热机。
⑵汽油机
工作时完成的四个冲程
一个工作循环完成 四个 冲程，其中只有做功冲程对 外做功，其他三个冲程为辅助冲程，靠 飞轮惯性 来 完成。
三 热机与环境
Ⅰ、热机的利用带来的环境污染 1、排出的废气温度较高。 2、废气中含有各种有害的气体和粉尘。 3 、热机工作时噪声污染严重 Ⅱ、怎样控制热机对环境造成的污染 1、改进燃烧设备（EFI系统）； 2、充分利用污染少的能源（无铅汽油）
3 、在排气管上安装消声器，以减少噪声污染
天然气 汽车
汽油机四冲程的特点
活塞 冲程名称 进气门 排气门 运动 方向
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 作用 能量的转化
开 关 关 关
关 关
关 开
吸入汽 油和空气 压缩气体 向上 提高温度 高温气体膨胀 向下 推动活塞做功
向下
无
机械能转 化为内能 内能转化 为机械能
向上
排出废气 两
无
次，曲轴转动 两 周。 做功 冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是靠 飞轮的惯性 来完 一个工作循环里，活塞往返 成。
请思考 汽油机的运转过程中，燃料放出的能 量是否全部用来对外作功了？
E1
E2 燃气能E
E3 E4
提高热机效率的主要途径：
1、尽可能使燃料充分燃烧；E2 2、尽量减小各种热量损失；E3
3、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。E4
• 热机工作时，用来作有用功的能量与燃料完全燃烧 放出的能量只比，叫做热机的效率。 • 热机效率=作有用功的能量Q1 /燃烧总能量Q • 汽油机的效率为20%~30%
《热机与社 会发展》讲义
《热机与社会发展》讲义一、热机的诞生与发展热机的出现，是人类历史上的一个重要里程碑。
它的诞生并非一蹴而就，而是经过了漫长的岁月和无数人的智慧积累。
在远古时代，人们就开始利用火来取暖、烹饪和照明。
然而，真正意义上的热机的发展始于 18 世纪。
当时，随着工业革命的兴起，对动力的需求日益增长。
1765 年，瓦特改良了蒸汽机，大大提高了蒸汽机的效率，使其能够广泛应用于工厂的生产中。
蒸汽机的出现，使得工厂不再依赖于水力和风力等自然能源，极大地推动了工业生产的发展。
它为纺织业、采矿业、制造业等提供了强大的动力，促进了大规模生产的实现。
随后，内燃机的发明又为热机的发展带来了新的突破。
内燃机的工作原理与蒸汽机有所不同，它通过燃料在气缸内的燃烧产生高温高压气体，推动活塞做功。
内燃机具有体积小、功率大、效率高等优点，很快在交通运输领域得到了广泛应用，如汽车、飞机等。
二、热机的工作原理要理解热机，就必须先了解它的工作原理。
热机是将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置。
以常见的内燃机为例，它通常包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
在吸气冲程中，活塞向下运动，吸入空气和燃料的混合物；在压缩冲程中，活塞向上运动，将混合物压缩，使其温度和压力升高；在做功冲程中，火花塞点火，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动，对外做功；在排气冲程中，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸。
热机的效率是衡量其性能的一个重要指标。
热机效率等于有用功与燃料燃烧释放的总能量之比。
然而，由于存在各种能量损失，如废气带走的能量、摩擦损失的能量等，热机的效率通常都不是很高。
三、热机对社会生产的影响热机的出现和发展，对社会生产方式产生了深远的影响。
在工业领域，热机为工厂提供了稳定、强大的动力，使得大规模、机械化生产成为可能。
工厂的生产效率大幅提高，产品的质量和数量都有了显著提升。
这不仅满足了人们日益增长的物质需求，还促进了国际贸易的发展。
124热机与社会发展
124热机与社会发展热机是指将热能转化为机械能的装置，是现代工业化生产中不可或缺的一部分。
它广泛应用于各个行业，如能源、交通、建筑等领域。
热机的发展与社会发展紧密相连，热机的发明和应用对推动社会的进步起到了巨大作用。
热机的历史可以追溯到古代，但真正意义上的热机是在工业革命中出现的。
热机的发明开创了机械时代，使人们从以前依靠手工劳动的方式转变为通过机械设备完成生产。
热机的广泛应用极大地提高了生产效率，为社会的进步提供了有力支持。
热机在能源领域的应用也对社会发展产生了深远影响。
在过去，人们依赖于简单的人力或动物力量进行生产，能源的利用相对有限。
而随着热机的发展，人们可以通过燃烧化石燃料将热能转化为机械能，从而大大提高了能源利用效率。
这也为现代工业的发展奠定了基础，为社会提供了更多的能源支持。
此外，热机的应用还使交通运输更加便捷和高效。
汽车、火车、飞机等现代交通工具都是通过热机来驱动的。
这些交通工具的发明和广泛应用极大地改变了人们的出行方式和生活方式。
交通的便利性和速度的提升使得人们能够更加自由地流动，促进了各地之间的交流与互通，极大地推动了社会的发展和进步。
热机的发展也对建筑领域产生了深远的影响。
空调、供暖系统和热水器等设备的广泛应用，使得人们在各种气候条件下都能够舒适地生活和工作。
热机的应用让人们不再受到自然条件的限制，为城市化进程提供了便利和支持。
然而，随着时间的推移，人们也越来越意识到热机不仅带来了巨大的社会福利，也对环境造成了严重的影响。
燃烧化石燃料产生的废气和温室气体导致了全球变暖和气候变化等环境问题。
因此，如何平衡利益和环境保护成为了现代社会的重要议题。
为了应对这些问题，人们开始寻求可持续能源的替代方案，如太阳能、风能和水能等。
这些新型能源的应用正逐渐改变着社会的能源结构和发展模式。
热机技术也在不断创新，例如研发高效热能利用装置和减排技术等，以降低热机的环境影响。
综上所述，热机的发展与社会发展密不可分。
《热机与社 会发展》 讲义
《热机与社会发展》讲义在人类社会的发展历程中，热机的出现和不断改进无疑是具有划时代意义的重大事件。
热机的广泛应用不仅极大地改变了人们的生产和生活方式，还对社会的经济、科技、文化等各个方面产生了深远的影响。
热机，简单来说，就是将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的机器。
从早期的蒸汽机到内燃机，再到现代的燃气轮机和蒸汽轮机，热机的发展经历了漫长而曲折的过程。
早期的蒸汽机是由瓦特改良而成的。
在瓦特之前，蒸汽机虽然已经存在，但效率低下，实用性不强。
瓦特对蒸汽机进行了一系列的改进，大大提高了其效率和性能。
蒸汽机的出现，引发了第一次工业革命。
工厂不再依赖于水力和风力等自然能源，能够大规模地集中生产。
这使得生产效率大幅提高，商品的产量和质量都有了显著的提升。
同时，由于工厂的集中化，大量农村人口涌入城市，形成了早期的工人阶级，从而改变了社会的阶级结构和人口分布。
内燃机的发明则是热机发展的又一重要里程碑。
与蒸汽机相比，内燃机体积更小、重量更轻、效率更高。
它的出现推动了交通运输业的巨大变革，汽车、飞机等交通工具逐渐普及。
人们的出行变得更加便捷和快速，地域之间的距离仿佛缩短了。
这不仅促进了人员和物资的流动，也加强了不同地区之间的经济联系和文化交流。
同时，内燃机的广泛应用也带动了石油工业的迅速发展，成为了现代工业的重要支柱之一。
随着科技的不断进步，热机的种类越来越多，性能也在不断提升。
燃气轮机具有功率大、启动快等优点，广泛应用于发电、船舶和航空等领域。
蒸汽轮机则在大型电站中发挥着重要作用。
热机的发展给社会带来了巨大的好处，但同时也带来了一些问题。
首先是能源消耗和资源短缺的问题。
热机的运行需要消耗大量的化石能源，如煤、石油和天然气等。
随着热机的广泛应用，能源的需求不断增加，而地球上的化石能源是有限的，不可再生的。
过度依赖化石能源不仅会导致能源短缺，还会引发能源价格的波动，对经济发展产生不利影响。
其次是环境污染问题。
热机燃烧燃料会产生大量的废气、废水和废渣，如二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等污染物。
热机与社会的发展
内能的应用： 1.利用内能来加热 2.利用内能来做功
什么是热机？ 答：是将燃料的燃烧时的化学能转化为内能， 然后通过做功，把内能转化为机械能的装置，使汽油在机器内 燃烧，将内能转化为机械能的一种热机。
部
汽油机的工作原理：一个工作循环要经过吸气冲程， 压缩冲程，做工冲程和排气冲程。 1.每个工作循环飞轮转两圈，只做一次功。 2. 在一个工作循环中只有做功冲程燃气对外做功， 其它三个辅助冲程不但不做功还要消耗机械能。 3.做功冲程为其它三个冲程提供能量，其它三个冲 程为做功冲程做功提供基础。 4.依靠飞轮的惯性完成吸气，压缩，排气冲程。
提高热机效率的主要途径： 1.使燃料充分燃烧 2.尽量减少各种热量损失 3.在热机的设计和制造上采用先进的技术 4.使用时注意保养，保证良好的润滑，减小克服 摩擦阻力而额外做的功。
热机对环境的影响： 1.废气污染 2.噪声污染 保护措施： 1.改进燃烧设备，消除烟尘。 2.提高燃料的综合利用，采取集中供热。 3.充分开发利用污染少和无污染的能源，如太阳能。 4.在内 燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染。
热机的效率
定义：热机工作时用来做有用功的能量 与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫 做热机效率。 公式：η =
w有 Q放
× 100%
热机能量的损失：
①燃料很难完全燃烧，燃料的化学能没有全 部释放出来，有一部分损失掉了； ②排放出去的尾气温度很高，带走相当多的 能量； ③由于热传递机械要向外传递又损失一部分 能量； ④机械在转动过程中存在摩擦，要克服摩擦 做功，又消耗一部分能量； ⑤剩余的才是转变成对外做功的那部分能量。
12.4热机与社会发展(沪粤新版)
缸。
汽油机四个冲程的工作原理比较：
活塞 冲程名称 进气门 排气门 运动 方向 吸气冲程 作用 有无能量的转化
开
关
关 关 关 开
压缩冲程
做功冲程
关
关
吸入汽油和 向下 空气 压缩气体 向上 提高温度 高温气体膨胀 向下 推动活塞做功 向上 排出废气
无 机械能转 化为内能 内能转化 为机械能 无
内能
做功
机械能
三、汽油机
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机 最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫 做汽油机和柴油机
活动：研究汽油机的工作原理
1、汽油机的构造及主要部件的作用
点火装置，能 产生电火花使 燃料混合物猛 烈燃烧 燃料燃烧后 废气的出口 与连杆相连， 上下推动做功 连杆与活塞相 连，曲轴与工 作机相连将活 塞的动力传给 工作机
电子控制燃油喷射系统（EFI）
简称汽油喷射。它是汽车汽油发动机取消化油 器而采用的一种先进的喷油装置。使用EFI，汽车发 动机燃烧将更充分，从而提高功率，降低油耗，实 现低公害排放的目的。当EFI功能与发动机其它功能 结为一体时，称“发动机管理系统（EMS）”，这将 达到更高要求的环保目标。 电子控制燃油喷射系统EFI一般由电子控系统、 空气供给系统、燃油供给系统三个子系统组成。 电子控制燃油喷射发动机是购买汽车时的重要 参考指标。
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
压缩得很小，空气的压强更
大，温度更高。在压缩冲程 末，缸内空气温度已超过柴 油的着火点。
做功冲程
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，