內(nèi)能的利用復習課

1、1.1.熱機的種類蒸氣機蒸氣機內(nèi)燃機內(nèi)燃機汽輪機汽輪機噴氣發(fā)動機噴氣發(fā)動機火箭等火箭等內(nèi)燃機內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機燃料直接在發(fā)動機氣缸氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機生動力的熱機。常見的內(nèi)燃機常見的內(nèi)燃機： 汽油機汽油機 柴油機柴油機(1)(1)汽油機的構(gòu)造汽油機的構(gòu)造火花塞火花塞氣缸氣缸進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門曲軸曲軸(2)(2)汽油機工作原理汽油機工作原理吸氣沖程吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程第一沖程第一沖程：吸氣沖程吸氣沖程進氣門進氣門打開打開，排氣門，排氣門關(guān)關(guān)閉閉，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最上端上端向向下下運動，運動，汽油汽油和和空空氣氣的

2、混合物從的混合物從進氣門進氣門被吸入汽缸。當活塞運被吸入汽缸。當活塞運動到汽缸的最下端，動到汽缸的最下端，進氣門進氣門關(guān)閉，關(guān)閉， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動半半圈。圈。無能量轉(zhuǎn)換無能量轉(zhuǎn)換汽油和空氣汽油和空氣第二沖程第二沖程：壓縮沖程壓縮沖程. 進氣門進氣門 和排氣門和排氣門都關(guān)都關(guān)閉閉 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最下端下端向向上上運動，燃料的混運動，燃料的混合物被合物被壓縮壓縮，汽缸內(nèi)溫度，汽缸內(nèi)溫度升高升高，氣壓，氣壓增大增大 。曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動半半圈。在此過程中，圈。在此過程中，機械能機械能 轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化內(nèi)內(nèi)能能。第三沖程第三沖程：做功沖程做功沖程。在壓縮沖程末，火花。在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花

3、（塞產(chǎn)生電火花（點燃式點燃式），燃料混合物爆發(fā)），燃料混合物爆發(fā)性燃燒，化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；產(chǎn)生性燃燒，化學能轉(zhuǎn)變?yōu)閮?nèi)能；產(chǎn)生高溫高壓高溫高壓氣體迅速膨脹，推動活塞由汽缸向氣體迅速膨脹，推動活塞由汽缸向下下運動，運動，曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動半半圈。在此沖程中，圈。在此沖程中，內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化機械機械能能。第四沖程第四沖程：排氣沖程排氣沖程。進氣門。進氣門關(guān)閉關(guān)閉，排氣門，排氣門打開打開，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最下端下端向向上上運動，把廢氣運動，把廢氣排出汽缸。當活塞運動到汽缸的最上端，排出汽缸。當活塞運動到汽缸的最上端，排排氣門氣門關(guān)閉，關(guān)閉， 曲軸轉(zhuǎn)動曲軸轉(zhuǎn)動半半圈。圈。無無能量轉(zhuǎn)換能量轉(zhuǎn)換燃燒后

4、的廢氣燃燒后的廢氣小結(jié)：小結(jié)：汽油機一個工作循環(huán)包括汽油機一個工作循環(huán)包括 個沖個沖程，活塞往復程，活塞往復 次，曲軸轉(zhuǎn)動次，曲軸轉(zhuǎn)動 圈，圈，做功做功 次。輔助沖程次。輔助沖程_個。有個。有 次能次能量轉(zhuǎn)化。量轉(zhuǎn)化。汽油機工作的四個沖程中，只有汽油機工作的四個沖程中，只有 燃氣對外做功，其他三個沖程都是輔助燃氣對外做功，其他三個沖程都是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的沖程，要靠安裝在曲軸上的 來完成。必須靠來完成。必須靠外力外力來啟動來啟動.做功沖程做功沖程飛輪的慣性飛輪的慣性422123(3)(3)柴油機的構(gòu)造柴油機的構(gòu)造噴油嘴噴油嘴進氣門進氣門活塞活塞連桿連桿排氣門排氣門氣缸氣缸曲軸曲軸(4

5、)(4)柴油機工作原理柴油機工作原理吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程空氣空氣 進氣門打開，排進氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮蠚忾T關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，將空端向下端運動，將空氣吸進氣缸。氣吸進氣缸。壓縮沖程壓縮沖程 進氣門和排氣門都關(guān)閉，活進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，活塞把空氣壓縮得塞向上運動，活塞把空氣壓縮得很小，空氣的壓強更大，溫度更很小，空氣的壓強更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點。度已超過柴油的著火點。 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程

6、末，從噴油嘴噴在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的出的霧狀柴油霧狀柴油遇到熱空氣立即猛遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進氣門關(guān)閉，排氣進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。，把廢氣排出氣缸。 一個工作循環(huán)：一個工作循環(huán)： 活塞：往復活塞：往復2次。次。 曲軸：轉(zhuǎn)動曲軸：轉(zhuǎn)動2周。周。 完成：完成：4個沖程。個沖程。 對外做功：對外做功：1次。次。 輔助沖程：靠飛輪慣

7、性來完成。輔助沖程：靠飛輪慣性來完成。想想議議：想想議議： 汽油機和柴油機的工作過程有什汽油機和柴油機的工作過程有什么相同點，有什么不同點？么相同點，有什么不同點？不同點不同點1構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2 燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。油機的燃料是柴油。3 吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。合氣體，柴油機只吸進空氣。4 點火不同：汽油機屬點火不同：汽油機屬點燃式點燃式點火，柴油點火，柴油機

8、屬機屬壓燃式壓燃式點火。點火。固體燃料固體燃料液體燃料液體燃料氣體燃料氣體燃料燃料燃料可分可分為三為三種種請你說說請你說說日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？ 常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、常見的燃料有煤、石油（加工煉制成汽油、煤油、柴油和液化氣等）、天燃氣等，農(nóng)村還煤油、柴油和液化氣等）、天燃氣等，農(nóng)村還用草木等植物的秸桿作燃料。用草木等植物的秸桿作燃料。 在物理學中，把在物理學中，把1kg1kg某種燃料在某種燃料在完全燃燒完全燃燒時所放出的熱量叫做時所放出的熱量叫做燃料的熱值燃料的熱值。熱值的符號：熱值的符號：q 單位：單位：J/kg （J/m3）固體和液體

9、燃料氣體燃料 熱值是反映燃料燃燒時化學能車熱值是反映燃料燃燒時化學能車化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小的物理量，同化為內(nèi)能的本領(lǐng)的大小的物理量，同種燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無關(guān)。種燃料的熱值與燃料的質(zhì)量無關(guān)。無煙煤的熱值為無煙煤的熱值為3.4107J/kg，表示，表示1kg的煤在完的煤在完全燃燒時所放出的熱量為全燃燒時所放出的熱量為3.4107J。液化氣的熱值為液化氣的熱值為4.9107J/m3，表示表示1m3的液化氣的液化氣在完全燃燒時所放出的熱量為在完全燃燒時所放出的熱量為4.9107J。 Q=mq 質(zhì)量m為的燃料完全燃燒釋放的能量是：Q：燃料完全燃燒釋放的熱量：燃料完全燃燒釋放的熱量：燃料的熱值：燃料

10、的熱值：燃料的質(zhì)量：燃料的質(zhì)量討論交流：熱機工作時，能不能將燃料所蘊熱機工作時，能不能將燃料所蘊藏的化學能全部用來對外做有用功呢？藏的化學能全部用來對外做有用功呢？由于機械傳動等，克服摩擦所消耗的能量燃料很難全部燃燒，燃料的化學能不能全部釋放機械傳熱損失一部分能量熱機熱機真正轉(zhuǎn)真正轉(zhuǎn)變?yōu)閷ψ優(yōu)閷ν庾龉ν庾龉Φ牟糠值牟糠謴U氣排出帶走的能量熱機轉(zhuǎn)變?yōu)闊釞C轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉τ杏霉Φ哪芰颗c燃料的能量與燃料完全完全燃燃燒所釋放的能量的燒所釋放的能量的比值比值稱為熱機效率。稱為熱機效率。即：即：=Q有Q放100% 議一議怎樣提高熱機的效率？怎樣提高熱機的效率？使燃料充分燃燒使燃料充分燃燒;盡量減少各種熱量損失；

11、盡量減少各種熱量損失；在熱機的設計和制造上采用先進的技術(shù)；在熱機的設計和制造上采用先進的技術(shù)；注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩注意保養(yǎng)，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦阻力而額外消耗的能量。擦阻力而額外消耗的能量。一、多種形式的能量一、多種形式的能量自然界中各種形式的能量自然界中各種形式的能量電能電能機械能機械能內(nèi)能內(nèi)能光能光能化學能等化學能等想一想：各種形式的能之間，是否可以相互轉(zhuǎn)化？想一想：各種形式的能之間，是否可以相互轉(zhuǎn)化？太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能太陽能太陽能熱水器熱水器摩擦生熱摩擦生熱機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為聲能喇叭發(fā)聲機械能轉(zhuǎn)化為電能機械能轉(zhuǎn)化為電能太陽能轉(zhuǎn)化為化學能植

12、物進行光合作用植物進行光合作用機械能轉(zhuǎn)化為聲能機械能轉(zhuǎn)化為聲能敲鼓發(fā)聲敲鼓發(fā)聲化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能天然氣燃燒天然氣燃燒化學能轉(zhuǎn)化為光能化學能轉(zhuǎn)化為光能 自然界中各種形式的能量都不是孤立的.不同形式的能量會發(fā)生相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化, 能量也會在不同的物體間相互轉(zhuǎn)移相互轉(zhuǎn)移。能量守恒定律能量守恒定律 能量既不會憑空能量既不會憑空消滅消滅，也不會憑，也不會憑空空產(chǎn)生產(chǎn)生，它只會從一種形式，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為其為其他形式，或者從一個物體他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移到另一到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的能量的總量保持不變總量保持不變。 圖為四

13、沖程汽油機工作過程中的某沖程示意圖，該沖程為（ ）A. 吸氣沖程 B.壓縮沖程C.做功沖程 D.排氣沖程 答案：C 2. 四沖程內(nèi)燃機工作時，哪個沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能( ) A.壓縮沖程 B.做功沖程 C.吸氣沖程 D.排氣沖程 答案：A 3. 為節(jié)約能源，需要提高熱機的效率，下列措施中不能提高熱機效率的是( ) A.盡量使燃料充分燃燒 B.盡量減少熱機部件間的摩擦 C.盡量減少廢氣帶走的熱量 D.盡量增加熱機的工作時間 答案：D 4.我國研制的“神舟九號”試驗飛船在返回地面通過大氣層的飛行中，下列說法中不正確的是( ) A.飛船的機械能保持不變 B.飛船的一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C.飛船的

14、重力勢能越來越小 D.飛船的外表溫度會升高 答案：A 5、如圖所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒。此過程中活塞對筒內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能_，這與四沖程汽油機的_沖程的能量轉(zhuǎn)化相同。某臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為 。在1min內(nèi)，汽油機完成_個工作循環(huán)。 有一根燒紅的鐵釘，質(zhì)量是有一根燒紅的鐵釘，質(zhì)量是2g，放出，放出920J的的熱量后，溫度降低到熱量后，溫度降低到20，求鐵釘?shù)某鯗兀箬F釘?shù)某鯗豤鐵鐵=0.46103J/（kg）1、解：、解：鐵釘放出的熱量：鐵釘放出的熱量：Q放放=cmt=cm（t0t）即：即：920J=0.46103J/kg210

15、3kg（t020）解得：解得：t0=1020答：鐵釘?shù)某鯗貫榇穑鸿F釘?shù)某鯗貫?020 太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設備之能熱水太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設備之能熱水器每小時平均接收器每小時平均接收4.24.210106 6J J的太陽能，在的太陽能，在5 5小時的有小時的有效照射時間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為效照射時間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg100kg、初溫為、初溫為2020的水溫度升高到的水溫度升高到4040求：求： (1)熱水器中的水吸收的熱量熱水器中的水吸收的熱量Q；水的比熱容水的比熱容C=4.2103J/(kg) (2)熱水器熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能小時內(nèi)接收到的太陽

16、能E； (3)熱水器的效率熱水器的效率； (4)若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？若改用煤氣來加熱這些水，需要完全燃燒多少千克煤氣？（煤氣的熱值（煤氣的熱值q=4.2107J/kg，假設煤氣燃燒放出的熱量全，假設煤氣燃燒放出的熱量全部被水吸收）部被水吸收） 3、答案：、答案：(1)8.4106J (2)2.1107J (3)40% (4)0.2kg 隨著人們生活水平的提高，越來越多的家庭采用隨著人們生活水平的提高，越來越多的家庭采用“水地暖水地暖”進行進行取暖。其原理取暖。其原理 是是:在房間地而裝飾層下鋪設散熱管道，通過管在房間地而裝飾層下鋪設散熱管道，通過管道內(nèi)的熱水散熱提

17、高室溫。當供水溫度為道內(nèi)的熱水散熱提高室溫。當供水溫度為45時，單位面積的散時，單位面積的散熱功率與地面裝飾層材料、散熱管材料的對應關(guān)系見下表熱功率與地面裝飾層材料、散熱管材料的對應關(guān)系見下表: (1)若該地暖系統(tǒng)的總水量為2 x 103 kg，將全部的水從5加熱至45，水至少需要吸收多少熱量?c水=4.2103J/ (kg) (2)某家庭木地板的面積為80m2，散熱管材料為聚丁烯(PB )，供水溫度為45，則該供暖系統(tǒng)每小時的散熱量為多少焦耳? (3)“水地暖”散熱量除與散熱時間、面積有關(guān)外，你認為還與哪些因素有關(guān)?請至少寫出兩點。 1完全燃燒完全燃燒210 g某種燃料，放出某種燃料，放出6.3106J的熱的熱量，這種燃料的熱值是多少？如果這些熱量全部量，這種燃料的熱值是多少？如果這些熱量全部被水吸收，能使多少水的溫度從被水吸收，能使多少水的溫度從20升高到升高到100？(水的比熱容為水的比熱容為c4.2103J/(kg) 2用簡易太陽能熱水器代替燃料加熱水不僅很用簡易太陽能熱水器代替燃料