初三物理《熱機(jī)》

1、四、熱機(jī)四、熱機(jī)-能量的轉(zhuǎn)化能量的轉(zhuǎn)化一、熱機(jī)一、熱機(jī)實驗一：實驗一：試管內(nèi)裝水，用橡皮塞塞住，試管內(nèi)裝水，用橡皮塞塞住，加熱至沸騰。加熱至沸騰。現(xiàn)象：現(xiàn)象：水升至沸騰，產(chǎn)生大量水蒸氣，水水升至沸騰，產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣越來越來多，對軟木塞的壓力越來越大，蒸氣越來越來多，對軟木塞的壓力越來越大，隨后將軟木塞推出試管口隨后將軟木塞推出試管口說明：說明：水蒸氣膨脹對木塞做功，水蒸氣內(nèi)水蒸氣膨脹對木塞做功，水蒸氣內(nèi)能減小，木塞機(jī)械能增加，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能減小，木塞機(jī)械能增加，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。能。結(jié)論：化學(xué)能結(jié)論：化學(xué)能 內(nèi)能內(nèi)能 機(jī)械能機(jī)械能 1 1、熱機(jī)：能夠?qū)⑷剂系幕瘜W(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化、熱機(jī)：

2、能夠?qū)⑷剂系幕瘜W(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，又通過做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的為內(nèi)能，又通過做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器機(jī)器2 2、原理：化學(xué)能、原理：化學(xué)能 內(nèi)能內(nèi)能 機(jī)械能機(jī)械能3 3、分類：、分類：熱機(jī)外燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)燃燒燃燒做功做功4、內(nèi)燃機(jī)構(gòu)造：汽油機(jī)柴油機(jī)5 5、汽油機(jī)工作原理、汽油機(jī)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汽油和空氣汽油和空氣 進(jìn)氣門打開，排氣進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蜷T關(guān)閉。活塞由上端向下端運動，下端運動，汽油和空氣汽油和空氣組成的燃料混合物組成的燃料混合物從進(jìn)從進(jìn)氣門吸入氣缸。氣門吸入氣缸。壓縮沖程壓

3、縮沖程 進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫度升高。，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。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末尾在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猱a(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞向下運動，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進(jìn)氣門關(guān)閉，排進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣運動，把

4、廢氣排出氣缸。缸。(4)(4)柴油機(jī)工作原理柴油機(jī)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 進(jìn)氣門打開，排氣進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蜷T關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動，將空氣吸進(jìn)下端運動，將空氣吸進(jìn)氣缸。氣缸。壓縮沖程壓縮沖程 進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活進(jìn)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(qiáng)更大，溫度更很小，空氣的壓強(qiáng)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程做

5、功沖程 在壓縮沖程末，從噴油嘴噴在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓苿踊钊蛳逻\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(jī)械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進(jìn)氣門關(guān)閉，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣向上運動，把廢氣排出氣缸。排出氣缸。汽油機(jī)沖程沖程活塞運活塞運動情況動情況進(jìn)氣進(jìn)氣門門排氣排氣門門空氣和汽油空氣和汽油混合物混合物能量轉(zhuǎn)能量轉(zhuǎn)化情況化情況吸氣壓縮做功排氣向下開關(guān)通過進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸

6、消耗機(jī)械能向上關(guān)關(guān)被壓縮，溫度升高，壓強(qiáng)增大機(jī)械能轉(zhuǎn)換能內(nèi)能向下關(guān)關(guān)猛烈燃燒內(nèi)能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能向上關(guān)開通過排氣門排出氣缸消耗機(jī)械能n一個工作循環(huán)：一個工作循環(huán)：n活塞：往復(fù)兩次?；钊和鶑?fù)兩次。n曲軸：轉(zhuǎn)動兩周。曲軸：轉(zhuǎn)動兩周。n完成：四個沖程。完成：四個沖程。n對外做功：一次。對外做功：一次。n輔助沖程：靠飛輪慣性來完成。輔助沖程：靠飛輪慣性來完成。小結(jié)：小結(jié)：3.3.內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用 汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、飛機(jī)和小型汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。(1)(1)汽油機(jī)的應(yīng)用汽油機(jī)的應(yīng)用(2)(2)柴油機(jī)的應(yīng)用柴油機(jī)的應(yīng)用 柴油比較便宜，但柴油機(jī)比

7、較笨重，主柴油比較便宜，但柴油機(jī)比較笨重，主要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上面。要用在載重汽車、拖拉機(jī)、坦克上面。二、燃料的熱值二、燃料的熱值1、定義：、定義：1kg某種燃料完全燃燒某種燃料完全燃燒所放出的熱量叫做這種燃料的熱值所放出的熱量叫做這種燃料的熱值2、符號：、符號：q 單位：單位：J/kg3、物理意義：、物理意義：1kg的燃料在完全的燃料在完全燃燒時所放出的熱量的多少燃燒時所放出的熱量的多少4、q碳碳=3.4107 J/kg的意義：的意義：5、放出熱量的計算、放出熱量的計算如果用如果用m表示燃料的質(zhì)量，用表示燃料的質(zhì)量，用q表表示該種燃料的熱值，用示該種燃料的熱值，用Q放放表示燃料表示

8、燃料完全燃燒時所放出的熱量，完全燃燒時所放出的熱量，則：則：Q放放=mq例例1：液化石油氣熱值為：液化石油氣熱值為3.5107 J/kg ，（1）完全燃燒）完全燃燒80g發(fā)出的熱量為多發(fā)出的熱量為多少？少？（2）若燃燒放出的熱量只有）若燃燒放出的熱量只有60%被被水吸收。則能將水吸收。則能將4kg，初溫，初溫20的水的水加熱到多少加熱到多少6 6、熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率（1 1）熱機(jī)的效率熱機(jī)的效率：熱機(jī)所做的做有用熱機(jī)所做的做有用功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫功那和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機(jī)的效率。熱機(jī)的效率。 =（2 2）燃料的不完全燃燒、氣缸部燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后

9、的熱量散失、廢氣帶走的熱件吸熱后的熱量散失、廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量，都量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量損失的原因。因此，提高是引起能量損失的原因。因此，提高熱機(jī)效率，可提高燃料的利用率。熱機(jī)效率，可提高燃料的利用率。 WQ放100%汽油機(jī)的效率：汽油機(jī)的效率：2030%柴油機(jī)的效率：柴油機(jī)的效率：3045%你認(rèn)為它們的效率比你想象的高？還是低？你猜想：汽油機(jī)、柴油機(jī)的效率你猜想：汽油機(jī)、柴油機(jī)的效率大約是多少？猜猜看！大約是多少？猜猜看?。? 3）提高熱機(jī)效率的途徑和方法：）提高熱機(jī)效率的途徑和方法：盡可能減少各種熱損失，保證良好盡可能減少各種熱損失，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量；的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量；充分利用廢氣的能量，提高燃料的充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這種利用率，如利用熱電站廢氣來供熱。這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站來，燃料的利用率大大提高。來，