機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化PPT課件

1、2021/7/231四、機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化四、機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化 一、做功一、做功改變物體內(nèi)能的另一改變物體內(nèi)能的另一種方式種方式二、熱機(jī)二、熱機(jī)三、汽油機(jī)的工作循環(huán)三、汽油機(jī)的工作循環(huán)四、燃料的熱值四、燃料的熱值2021/7/232將鐵絲快速彎折幾次，彎折處有何感覺？做功是改變物體內(nèi)能的另一種方式彎折處燙手，說彎折處燙手，說明鐵絲的內(nèi)能增明鐵絲的內(nèi)能增加了加了2021/7/233活動12.5： 研究做功能否改變物體內(nèi)能空氣壓縮引火儀在空氣壓縮引火儀在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一的玻璃筒底部放一小團(tuán)干燥的棉花用小團(tuán)干燥的棉花用力將活塞下壓力將活塞下壓2021/7/234現(xiàn)象：你看到

2、； 2. 機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 答：筒內(nèi)空氣的溫度升高了棉絮燃燒起來了棉絮燃燒起來了分析：所看到的現(xiàn)象說明了什么?內(nèi)能增大了答：活塞對空氣做功，使空氣內(nèi)能增加，活塞 的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能；筒內(nèi)空氣增加的內(nèi)能從何而來？能量是如何轉(zhuǎn)化？說一說，想一想結(jié)論：1. 對物體做功物體的內(nèi)能會 ；3.做功改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化增加結(jié)論： 2021/7/235 由上述活動可知由上述活動可知: 可以改變物體的內(nèi)可以改變物體的內(nèi)能。它的實(shí)質(zhì)是：能。它的實(shí)質(zhì)是：做功做功機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2021/7/236給自行車車胎打氣，氣筒發(fā)燙機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象：古人鉆木取火2

3、021/7/237機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象：兩手相互搓兩手相互搓克服摩克服摩擦做功擦做功使機(jī)械能轉(zhuǎn)使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能化為內(nèi)能下滑時(shí)下滑時(shí)克服摩擦做功克服摩擦做功使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能使機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能2021/7/238熱傳遞熱傳遞方式是內(nèi)能的方式是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移轉(zhuǎn)移過程，能的形過程，能的形式?jīng)]有變；式?jīng)]有變；做功做功方式是機(jī)械能向內(nèi)能的方式是機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化過程，過程，能的形式已經(jīng)發(fā)生改變。能的形式已經(jīng)發(fā)生改變。做功做功與與熱傳遞熱傳遞在改變物體內(nèi)能上是在改變物體內(nèi)能上是等效的等效的。注意注意：2021/7/239歸納與總結(jié)歸納與總結(jié)改變物體內(nèi)能的方式改變物體內(nèi)能的方式熱

4、傳遞熱傳遞做功做功(內(nèi)能的轉(zhuǎn)移內(nèi)能的轉(zhuǎn)移)(能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化)吸熱吸熱內(nèi)能增加內(nèi)能增加放熱放熱內(nèi)能減小內(nèi)能減小對物體做功對物體做功 內(nèi)能增大內(nèi)能增大物體對外做功物體對外做功 內(nèi)能減小內(nèi)能減小2021/7/2310既然機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能那么內(nèi)既然機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能那么內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能嗎？能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能嗎？提出假設(shè)提出假設(shè):內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：在透明塑料盒底部鉆一個(gè)小孔，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：在透明塑料盒底部鉆一個(gè)小孔，把電火花發(fā)生器的放電管緊緊塞入孔中，把電火花發(fā)生器的放電管緊緊塞入孔中，打開塑料盒蓋，向盒中滴入幾滴酒精。按打開塑料盒蓋，向盒中滴入幾滴酒精。按動

5、電火花發(fā)生器的按鈕。動電火花發(fā)生器的按鈕。2021/7/2311活動12.6： 演示點(diǎn)火爆炸實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：盒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：盒蓋飛出去了蓋飛出去了實(shí)質(zhì)：酒精燃實(shí)質(zhì)：酒精燃燒后產(chǎn)生的燃燒后產(chǎn)生的燃?xì)?，對盒蓋做氣，對盒蓋做功，燃?xì)鈨?nèi)能功，燃?xì)鈨?nèi)能減少，轉(zhuǎn)化為減少，轉(zhuǎn)化為盒蓋的機(jī)械能。盒蓋的機(jī)械能。2021/7/2312結(jié)論：1. 物體對外做功自身內(nèi)能會 ；減少 2. 內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能2021/7/2313點(diǎn)燃的火藥燃燒時(shí)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能使爆竹騰空而起內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的應(yīng)用：2021/7/2314火藥燃燒時(shí)的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能燃料燃燒時(shí)將大量的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能推動火箭升空內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的應(yīng)用：2021/7

6、/2315熱機(jī)的定義： 熱機(jī)是熱力發(fā)動機(jī)的簡稱。熱機(jī)是將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。2021/7/2316熱機(jī)的發(fā)展歷程： 第一臺帶活塞的蒸汽機(jī)由法國工程師巴本制成,經(jīng)英國工程師紐可門和瓦特改進(jìn),在工業(yè)生產(chǎn)上得到了廣泛應(yīng)用,使人類進(jìn)入了工業(yè)時(shí)代.瓦特改良的蒸氣機(jī)模型最早的蒸汽機(jī)車2021/7/2317內(nèi)燃機(jī) 由于蒸汽機(jī)的效率低,熱量損失大,人們設(shè)法讓燃料在汽缸內(nèi)燃燒,以燃燒的氣體直接推動活塞做功,這就是內(nèi)燃機(jī), 它是第二次工業(yè)革命的主角之一. 1860年，法國發(fā)明家萊諾制成了第一臺實(shí)用內(nèi)燃機(jī) 1883年，戴姆勒和邁巴赫制成了第一臺四沖程往復(fù)式汽油機(jī) 1897年制成了第

7、一臺壓縮點(diǎn)火的“狄塞爾”內(nèi)燃機(jī)，即柴油機(jī) 2021/7/2318渦輪噴氣發(fā)動機(jī) 渦輪噴氣發(fā)動機(jī)使壓縮的后的混合氣體在燃燒室燃燒,產(chǎn)生劇烈膨脹的氣體朝尾部高速噴出,其巨大的反作用力直接成為飛機(jī)的推進(jìn)力.它的特點(diǎn)是功率大!2021/7/2319火箭發(fā)動機(jī) 火箭的工作原理與渦輪噴氣發(fā)動機(jī)十分相似。主要的差別是火箭自帶燃料和氧化劑，而噴氣發(fā)動機(jī)只帶燃料，利用空氣做氧化劑，因此它只能在大氣層內(nèi)工作。 2021/7/2320熱機(jī)的種類有很多，如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)熱機(jī)的種類有很多，如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī) 內(nèi)燃機(jī)：燃料在發(fā)動發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)：燃料在發(fā)動發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生

8、動力的熱機(jī)叫做內(nèi)燃機(jī)。生動力的熱機(jī)叫做內(nèi)燃機(jī)。 柴油機(jī)和汽油機(jī)是最常見的內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)和汽油機(jī)是最常見的內(nèi)燃機(jī)。2021/7/2321汽油機(jī)2021/7/2322汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)圖汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)圖火花塞火花塞進(jìn)氣門進(jìn)氣門排氣門排氣門汽缸汽缸曲軸曲軸連桿連桿活塞活塞2021/7/2323汽油機(jī)在工作時(shí)汽油機(jī)在工作時(shí),活塞在汽缸里做往復(fù)運(yùn)動活塞在汽缸里做往復(fù)運(yùn)動,活塞從汽缸的一端運(yùn)動到另外一端的過程活塞從汽缸的一端運(yùn)動到另外一端的過程叫做一個(gè)叫做一個(gè)沖程沖程.2021/7/2324沖程： 活塞從汽缸的一端運(yùn)動到另一端的過程。2021/7/2325汽油機(jī)的工作過程：看一看，說一說看一看，說一說每個(gè)沖程的作

9、用是什么？請你從進(jìn)氣門、排氣門的開關(guān)情況及活塞的運(yùn)動方向說一說每個(gè)沖程的工作特點(diǎn)。2021/7/2326 沖程：沖程：進(jìn)氣門進(jìn)氣門 ，排氣門排氣門 ，活塞活塞 運(yùn)動。運(yùn)動。吸氣吸氣打開打開關(guān)閉關(guān)閉向下向下吸入汽油和空氣吸入汽油和空氣2021/7/2327 沖程：沖程：進(jìn)氣門進(jìn)氣門 ，排氣門排氣門 ，活塞活塞 運(yùn)動。運(yùn)動。壓縮氣體使溫度升高壓縮氣體使溫度升高機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。壓縮壓縮關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉向上向上2021/7/2328 沖程：沖程：進(jìn)氣門進(jìn)氣門 ，排氣門排氣門 ，活塞活塞 運(yùn)動。運(yùn)動。高溫燃?xì)馀蛎浲苿踊罡邷厝細(xì)馀蛎浲苿踊钊龉θ龉?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

10、做功做功關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉向下向下2021/7/2329 沖程：沖程：進(jìn)氣門進(jìn)氣門 ，排氣門排氣門 ，活塞活塞 運(yùn)動。運(yùn)動。排出廢氣排出廢氣排氣排氣打開打開關(guān)閉關(guān)閉向上向上2021/7/23302. 汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)活塞經(jīng)歷_個(gè)沖程，曲軸旋轉(zhuǎn)_圈，活塞往復(fù)運(yùn)動_次，燃?xì)鈱ν庾鯻次功。2421想一想：想一想：2021/7/2331練一練：一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速1200r/min，則汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)完成 個(gè)沖程，做功 次。提示：提示：汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)活塞經(jīng)歷_個(gè)沖程，曲軸（飛輪）旋轉(zhuǎn)_圈，活塞往復(fù)運(yùn)動_次，燃?xì)鈱ν庾鯻次功。4010422 12021/7/23321. 壓縮沖程和做功沖

11、程中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？壓縮沖程：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能想一想：想一想：2021/7/23333. 在汽油機(jī)的四沖程中，只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾龉?，那么其?個(gè)沖程是靠什么完成的？飛輪的慣性飛輪的慣性想一想：想一想：2021/7/2334為什么打氣時(shí)氣筒的筒壁會發(fā)燙？練一練： 因?yàn)樵诖驓膺^程因?yàn)樵诖驓膺^程中，一方面，打氣筒中，一方面，打氣筒的活塞與筒壁上下摩的活塞與筒壁上下摩擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)擦，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使氣筒外壁變熱；能，使氣筒外壁變熱；另一方面，活塞也壓另一方面，活塞也壓縮氣體做功，使氣體縮氣體做功，使氣體的內(nèi)能增大，溫度升的內(nèi)能增大，溫度升高，通過熱傳遞也使

12、高，通過熱傳遞也使氣筒外壁變熱。氣筒外壁變熱。2021/7/233512.4 機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化一、做功可以改變物體的內(nèi)能一、做功可以改變物體的內(nèi)能1. 1. 對物體做功，物體內(nèi)能會增加，對物體做功，物體內(nèi)能會增加， 物體對外做功，自身內(nèi)能會減少；物體對外做功，自身內(nèi)能會減少；2.2.做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)：內(nèi)能的轉(zhuǎn)移 二、汽油機(jī)二、汽油機(jī)1.1.汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)活塞經(jīng)歷汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)活塞經(jīng)歷4 4個(gè)沖程，曲軸個(gè)沖程，曲軸（飛輪）旋轉(zhuǎn)（飛輪）旋轉(zhuǎn)2 2圈，活塞往復(fù)運(yùn)動圈，活塞往復(fù)運(yùn)動2 2次，燃?xì)鈱ν獯?，燃?xì)鈱ν庾鲎? 1次

13、功。次功。2.2.壓縮沖程：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能壓縮沖程：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能2021/7/2336燃料的熱值燃料的熱值為什么有的汽車用汽油，有的汽車用柴為什么有的汽車用汽油，有的汽車用柴油？油？猜想：可能是相同質(zhì)量的不同燃料燃燒猜想：可能是相同質(zhì)量的不同燃料燃燒時(shí)，放出的熱量不同時(shí)，放出的熱量不同2021/7/2337 實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)： 用天平稱出用天平稱出10g的酒精和的酒精和10g碎紙，將碎紙，將它們分別放入兩個(gè)燃燒器皿中，點(diǎn)燃它們分別放入兩個(gè)燃燒器皿中，點(diǎn)燃后對質(zhì)量相等的水加熱。使酒精和碎后對質(zhì)量相等的水加熱。使酒精和碎紙充分燃燒，記錄加熱前后水的溫度紙充分燃燒，記錄加熱前后水的溫度2021/7/2338實(shí)驗(yàn)記錄實(shí)驗(yàn)記錄燃料燃料加熱前水加熱前水溫溫/燃料燃盡燃料燃盡后水溫后水溫水溫變化水溫變化10g