初中物理：熱機和熱機效率知識點總結

初中物理：熱機和熱機效率知識點總結一、熱機1、熱機的定義：熱機是利用內(nèi)能來做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。常見的熱機有蒸汽機、內(nèi)燃機(汽油機和柴油機)、汽輪機、噴氣式發(fā)動機等。2、我們?nèi)粘Ｊ褂玫钠嚿厦娴陌l(fā)動機就是內(nèi)燃機，內(nèi)燃機又分為汽油機和柴油機。3、內(nèi)燃機活塞在汽缸內(nèi)往復運動，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。四沖程內(nèi)燃機包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在單缸四沖程內(nèi)燃機中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環(huán)，每個工作循環(huán)曲軸轉(zhuǎn)2周，活塞上下往復2次，做功1次。在這四個沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功，而其它三個沖程(吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程)是依靠飛輪的慣性來完成的。壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。4、四沖程汽油機工作原理圖四沖程汽油機工作原理圖(1)吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，新鮮空氣和汽油的混合氣體進入氣缸;(2)壓縮沖程：進氣門和排氣門關閉，活塞向上運動，空氣和汽油的混合氣體被壓縮;(3)做功沖程：壓縮沖程結束的那一刻，氣缸內(nèi)混合氣體被壓縮到極致，氣缸頂部的火花塞點火，使汽油混合氣猛烈燃燒，瞬間產(chǎn)生的高溫高壓氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸等其他附件運動，對外做功;(4)排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把燃燒過后的廢氣排出氣缸。四沖程汽油機動態(tài)原理圖5、四沖程柴油機工作原理圖四沖程柴油機工作原理圖柴油機和汽油機工作過程中的區(qū)別在于：(1)汽油機的氣缸頂部是火花塞，需要在壓縮沖程的末端對油氣的混合氣體進行點燃，而柴油機的氣缸頂部是噴油嘴，不需要點燃，是壓燃的;(2)汽油機吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物，而柴油機吸氣沖程吸入氣缸的是空氣;(3)柴油機比汽油機的工作效率高，比較經(jīng)濟，但柴油機比較笨重;(4)汽油機和柴油機在運轉(zhuǎn)之前都要靠外力輔助啟動。6、斯特林發(fā)動機斯特林發(fā)動機是一種閉循環(huán)活塞式熱機。閉循環(huán)的意思是工作燃氣一直保存在氣缸內(nèi)，而開循環(huán)則如內(nèi)燃機和一些蒸汽機與大氣交換氣體。斯特林發(fā)動機一般被歸為外燃機。這種發(fā)動機是倫敦的牧師羅巴特斯特林于1816年發(fā)明的，所以命名為'斯特林發(fā)動機’。斯特林發(fā)動機是獨特的熱機，因為他們理論上的效率幾乎等于理論最大效率，稱為卡諾循環(huán)效率。斯特林發(fā)動機是通過氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動力的。這是一種外熱發(fā)動機，使燃料連續(xù)的燃燒，蒸發(fā)膨脹氫氣作為動力氣體使活塞運動，膨脹氣體在冷室冷卻，反復地進行這樣的循環(huán)過程由于吸熱和放熱均是在等溫下進行的即等溫壓縮和等溫膨脹，因而滿足了熱力學第二定律對最高熱效率的要求。在理論上斯特林發(fā)動機的循環(huán)效率與卡諾循環(huán)的效率是相等的，所以斯特林發(fā)動機有較高的熱效率。二、熱機效率1、熱值：燃料燃燒，燃料的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，用符號q表示，單位是J/kg或者J/m3，取決于燃料是固態(tài)還是液態(tài)。注意：熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等無關。2、熱值的物理意義：酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。煤氣的熱值是3.9×107J/m3，它表示1m^3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。3、熱機效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要標志，與熱機的功率無關。4、影響熱機效率的因素有：燃料是否能夠完全燃燒，以及燃燒后是否完全被利用。提高熱機效率的方法有：①使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失；②機件間保持良好的潤滑，減小摩擦；③在熱機的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，現(xiàn)在車輛中渦輪增壓就是利用廢氣的能量提高發(fā)動