機械能及內能的相互轉化

1、12.4 機械能與內能機械能與內能 的相互轉化的相互轉化 第十二章第十二章 機械能和內能機械能和內能高低大熱傳遞空氣壓縮引火儀壓縮空氣的體積，活塞對空氣做功，空氣的內能變_反復彎折鐵絲反復彎折鐵絲，手對鐵絲做功，鐵絲的內能變_大n對物體做功，物體內能變_，對物體做的功越多，物體內能增加越 。n在做功的過程中，_能轉化成_能機械內大大一、做功改變物體內能的另一種方式多此過程人的機械能變_，_能轉化為_能好燙！鉆木取火是通過_的方式改變物體內能的小機械內做功議一議汽車高速行駛，輪胎溫度升得很高，內能變 ，以至于爆胎， 能轉化為 能。大機械內演示點火爆炸（1 1）你觀察到什么現(xiàn)象？）你觀察到什么現(xiàn)象

2、？ （2 2）是誰對它做了功？）是誰對它做了功？ （3 3）燃氣具有的是什么能？）燃氣具有的是什么能？（4 4）該實驗中能量如何轉化？）該實驗中能量如何轉化？物體對外界做功，物體內能如何變化？在此過程中,燃氣膨脹對外做功，燃氣內能_,轉化為瓶蓋的_能減小機械議一議：還有哪些事例說明內能轉化為機械能？改變物體內能的另一種方式:做功實質:內能和機械能（其他形式的能）的相互轉化對物體做功 內能增大 機械能轉化為內能物體對外做功 內能減小 內能轉化為機械能內能轉化的量度：做多少功做功的實質：做功的實質：熱傳遞的實質：熱傳遞的實質：是內能的轉移是內能的轉移. .是內能的轉化。是內能的轉化。改變物體內能的

3、兩種方式改變物體內能的兩種方式 和和 。做功做功熱傳遞熱傳遞 表明：做功和熱傳遞在改變內能上是表明：做功和熱傳遞在改變內能上是等效等效的。的。思考：思考：如果僅憑鐵絲溫度升高、內能增大這一如果僅憑鐵絲溫度升高、內能增大這一 現(xiàn)象，能否斷定是通過熱傳遞方式還是做功方現(xiàn)象，能否斷定是通過熱傳遞方式還是做功方式來實現(xiàn)的？式來實現(xiàn)的？內能改變多少的量度：內能改變多少的量度：內能改變多少的量度：內能改變多少的量度：吸收或放出的熱量多少吸收或放出的熱量多少做功的多少做功的多少原理：排氣門進氣門火花塞氣缸活塞連桿曲軸汽油機實物圖二、熱機四汽油機工作時,活塞在汽缸里做往復運動,活塞從汽缸的一端運動到另一端的過

4、程叫做沖程.上下是一個沖程下上也是一個沖程1.吸氣沖程 進氣門打開 排氣門關閉 活塞向下運動 燃料和空氣的混合氣體吸入氣缸2.壓縮沖程 進氣門關閉 排氣門關閉 活塞向上運動 壓縮燃料混合氣體，溫度_，內能變_，_能轉化成_能3.做功沖程 活塞到頂時，火花塞打火 混合氣體猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣 推動活塞向下運動 燃氣對活塞做功， _能轉化為_能4.排氣沖程 進氣門關閉 排氣門打開 活塞向上運動 將廢氣排出氣缸一個工作循環(huán)結束，進入下一個工作循環(huán)想一想：飛輪的慣性飛輪在汽油機（柴油機）的四沖程中，只有做功沖程是燃氣對外做功，那么其他3個輔助沖程是靠什么完成的？ 對外做功 次，是 沖程。做功沖

5、程是依靠燃氣的推動做功來完成，其它做功沖程是依靠燃氣的推動做功來完成，其它3個輔助沖程是依靠是依靠 慣性來完成。慣性來完成。飛輪飛輪 對外做對外做1 1次功次功一一個工作循環(huán)個工作循環(huán) 曲軸、飛輪轉曲軸、飛輪轉2 2圈圈 活塞往復活塞往復2 2次次 4 4個沖程個沖程2.2.某單缸四沖程汽油機飛輪轉速為某單缸四沖程汽油機飛輪轉速為1800r/min1800r/min，則在，則在1s1s內曲軸轉內曲軸轉 圈，活塞往復圈，活塞往復 次，有次，有 個工個工作循環(huán)，活塞對外做作循環(huán)，活塞對外做 次功，有次功，有 個沖程，。個沖程，。3030圈圈？15151515606030303030飛輪飛輪1s1s

6、內轉內轉 你知道嗎？常用的內燃機有常用的內燃機有汽油機汽油機和和柴油機柴油機汽油機：輕巧汽油機：輕巧，常用在汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械，常用在汽車、飛機和小型農(nóng)業(yè)機械上（如插秧機、機動噴霧器等）；上（如插秧機、機動噴霧器等）；柴油機：柴油機：結構與汽油機類似，結構與汽油機類似，功率大功率大，效率高效率高，廣，廣泛應用于載重汽車、拖拉機、坦克和輪船上。泛應用于載重汽車、拖拉機、坦克和輪船上。吸氣沖程吸入吸氣沖程吸入燃料和空氣燃料和空氣的混合氣體，的混合氣體，火花塞火花塞在壓在壓縮沖程結束時，做功沖程開始前對汽缸內的燃料混縮沖程結束時，做功沖程開始前對汽缸內的燃料混合氣體合氣體點火點火。吸氣沖程吸入

7、吸氣沖程吸入空氣空氣，壓縮沖程結束時，壓縮沖程結束時，噴油嘴噴油嘴向汽向汽缸內噴入霧化的缸內噴入霧化的柴油柴油，與高溫的空氣混合而燃燒。，與高溫的空氣混合而燃燒。熱熱機機的的發(fā)發(fā)展展歷歷程程渦渦輪輪噴噴氣氣發(fā)發(fā)動動機機蒸汽三輪汽車蒸汽三輪汽車老式的蒸汽火車老式的蒸汽火車火火箭箭發(fā)發(fā)動動機機煤氣、天然氣煤氣、天然氣 等等液體燃料液體燃料討論：例舉一下生活中燒水的燃料？討論：例舉一下生活中燒水的燃料？草木、煤炭等草木、煤炭等石油、酒精、汽油等石油、酒精、汽油等固體燃料固體燃料氣體燃料氣體燃料思考：燃料燃燒放出的熱量可能與什么因素有關？思考：燃料燃燒放出的熱量可能與什么因素有關？a、燃料的質量；、燃

8、料的質量；b、燃料燃燒的程度；、燃料燃燒的程度；完全燃燒完全燃燒 就是燃料全部燒盡的意思。就是燃料全部燒盡的意思。c、燃料的種類。、燃料的種類。三、燃料的熱值1、活動：、活動：比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量 碎紙片、酒精碎紙片、酒精方法：方法： 燃燒相同的質量的碎紙片和酒精，燃燒相同的質量的碎紙片和酒精，比較加熱比較加熱質量相同的水升高的溫度。質量相同的水升高的溫度。實驗表明：實驗表明：質量相等的不同燃料，充分燃燒所放出的熱量一質量相等的不同燃料，充分燃燒所放出的熱量一般是般是 的。的。反映了不同燃料燃燒放熱的本領。反映了不同燃料燃燒放熱的

9、本領。不相同不相同2 2、熱值（、熱值（q q） 燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質量之比。燃料完全燃燒放出的熱量與燃料的質量之比。（即即： 1 1千克的某種燃料在千克的某種燃料在 完全燃燒完全燃燒 時所放出時所放出的熱量。）的熱量。）叫做這種燃料的熱值。叫做這種燃料的熱值。3 3、單位：、單位：焦焦/千克千克 （J / Kg）表示的物理意義是：表示的物理意義是：1 1千克的柴油完全燃燒時放出的熱量為千克的柴油完全燃燒時放出的熱量為 3.3 3.3 10 107 7焦焦 。q q柴油柴油= 3.3X107J/kg對于氣體燃料常用：焦對于氣體燃料常用：焦/米米3（J /m3）煤油煤油 4.6X10

10、7木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107無煙煤無煙煤 3.4X107氫氣氫氣 14.3X107石油石油 4.4X107焦炭焦炭 3.0X107天然氣天然氣 4.4X107柴油柴油 3.3X107煙煤煙煤 2.9X107煤氣煤氣 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107氣體氣體液體液體固體固體常用燃料的熱值（單位：常用燃料的熱值（單位：J/kg） 熱值燃料的一種物理屬性。只與燃料的種類有關，與燃熱值燃料的一種物理屬性。只與燃料的種類有關，與燃料的質量、體積、是否完全燃燒無關。料的質量、體積、是否完全燃燒無關。Q放放= m q（或（或Q放放= Vq） 例題：1、500 g 500 g 的汽油完全燃燒時，可以放出多少熱量？的汽油完全燃燒時，可以放出多少熱量？2、完全燃燒完全燃燒1010千克的焦碳所放出的熱量相當于完全千克的焦碳所放出的熱量相當于完全燃燒多少千克的干木材放出的熱量？燃燒多少千克的干木材放出的熱量？4 4、燃料完全燃燒放熱計算公式：、燃料完全燃燒放熱計算公式：5、影響燃料的有效利用因素、影響燃料的有效利用因素:例如：用鍋爐來燒水例如：用鍋爐來燒水1、供氧不足，造成燃料不、供氧不足，造成燃料不 能做到完全燃燒。能做到完全燃燒。2、爐壁會傳走一部分熱量。、爐壁會傳走一部分熱量。3、一部分熱量傳遞給水。、一部分熱量傳遞給水。