機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化(課件)

機(jī)械能與內(nèi)能

的相互轉(zhuǎn)化思考：如何將一根鐵絲的溫度升高？你有哪些方法？1）用火燒2）用榔頭敲打3）用砂紙摩擦4）在太陽(yáng)下曬5）在地面上摩擦…這些方法都可以使鐵絲的溫度升高，想想哪些是我們前面所學(xué)習(xí)的熱傳遞使物體的溫度升高內(nèi)能增大？6）兩手不停的彎折鐵絲的某個(gè)部位做功：改變內(nèi)能的另一種方式結(jié)論：做功可以改變物體的內(nèi)能，如果對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能可以增大。對(duì)物體做功的實(shí)質(zhì)：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能在此過程中,乙醚蒸汽對(duì)外做功,氣體的內(nèi)能減少,轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.（1）你觀察到什么現(xiàn)象？（2）是誰對(duì)塞子做了功？（3）燃?xì)饩哂械氖鞘裁茨?？?）該實(shí)驗(yàn)中能量如何轉(zhuǎn)化？還有哪些事例說明內(nèi)能→機(jī)械能還有哪些事例說明機(jī)械能→內(nèi)能通過以上的例子，我們可以知道如果物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能將減小。（想想減小的內(nèi)能上哪兒去了？）物體對(duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。改變物體內(nèi)能的另一種方式:做功(實(shí)質(zhì):能量的轉(zhuǎn)化)對(duì)物體做功——

內(nèi)能增大機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能物體對(duì)外做功小結(jié)——內(nèi)能減小內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能改變物體內(nèi)能的兩種方式：做功與熱傳遞兩者有何區(qū)別聯(lián)系？聯(lián)系：兩者在改變物體內(nèi)能上是等效的。區(qū)別：做功改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)化（機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化）熱傳遞改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)移（內(nèi)能發(fā)生轉(zhuǎn)移）

熱機(jī)(熱力發(fā)動(dòng)機(jī))

原理:將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)獾?/p>

能轉(zhuǎn)化為

裝置.汽油機(jī)內(nèi)機(jī)械能汽油機(jī)結(jié)構(gòu)圖火花塞活塞排氣門進(jìn)氣門汽缸連桿曲軸汽油機(jī)工作時(shí),活塞在汽缸里做往復(fù)運(yùn)動(dòng),活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程叫做沖程.

汽油和空氣的混合氣體從進(jìn)氣門吸入氣缸.1.吸氣沖程燃料混合氣體被壓縮,壓強(qiáng)增大,溫度升高.2.壓縮沖程機(jī)械能→內(nèi)能混合氣體猛烈燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng).3.做功沖程內(nèi)能→機(jī)械能把廢氣排出氣缸.4.排氣沖程小結(jié)汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)：1、活塞經(jīng)歷四個(gè)沖程：

、

、

、

。2、曲軸旋轉(zhuǎn)

圈，活塞往復(fù)

次。思考：1.一臺(tái)單杠四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，則汽油機(jī)每秒內(nèi)完成

個(gè)工作循環(huán)，

個(gè)沖程，做功

次。2.內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),有兩次機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化過程.壓縮沖程:

;

做功沖程:

.22104010機(jī)械能→內(nèi)能內(nèi)能→機(jī)械能吸氣壓縮做功排氣3.此圖是汽油機(jī)的

沖程。

壓縮能量如何轉(zhuǎn)化？熱機(jī)種類汽油機(jī)柴油機(jī)結(jié)構(gòu)點(diǎn)火方式吸氣沖程有火花塞有噴油嘴點(diǎn)燃式壓燃式閱讀:P55柴油機(jī)思考:汽油機(jī)與柴油機(jī)的不同吸入空氣吸入燃料和空氣的混合氣體17世紀(jì)末,第一臺(tái)帶活塞的蒸汽機(jī)熱機(jī)的發(fā)展歷程如圖所示，在試管里裝入一些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會(huì)把軟木塞沖開．在這一過程中，水蒸氣膨脹時(shí)對(duì)軟木塞

，消耗了水蒸氣的一部分

能，轉(zhuǎn)化為軟木塞的能．做功機(jī)械內(nèi)即將告別舞臺(tái)的蒸汽機(jī)車一些蒸汽機(jī)車因其低速度、高能耗和高污染等原因已經(jīng)陸續(xù)退役.

汽油機(jī)柴油機(jī)內(nèi)燃機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)討論：例舉一下生活中我們可以使用哪些可燃燒的材料燒開一壺水？

草木、煤炭等石油、酒精、汽油等煤氣、天然氣等固體燃料液體燃料氣體燃料燃料的熱值燃料可分為哪三種討論：將一壺水放在燃燒的木柴上加熱，不久就升溫了?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)知道這是因?yàn)樗樟藷崃康木壒?。問：那么這些熱量從何而來？是從木柴燃燒時(shí)放出的熱量來的思考1：5kg的木材和10kg的木材燃燒時(shí)放出的熱量是否相同？這說明什么？燃料燃燒時(shí)放出的熱量跟燃料的質(zhì)量有關(guān)同種燃料的質(zhì)量越大，燃燒時(shí)放出的熱量越多思考2：用質(zhì)量相同煤油、酒精、紙屑燒水，水升高的溫度不相同，這說明什么？說明不同的燃料燃燒放出的熱量是不相同的燃料燃燒放出的熱量的多少還與什么因素有關(guān)？大量實(shí)驗(yàn)表明：相同質(zhì)量的不同燃料，在完全燃燒時(shí)放出的熱量并不相等。

信息快遞：完全燃燒——就是燃料全部燒盡的意思，即燃料的燃燒必須與充足的氧氣發(fā)生完全氧化反應(yīng)。我們?cè)撛鯓颖容^不同燃料燃燒時(shí)這種放熱性能優(yōu)劣？熱值燃料燃燒放出的熱量跟什么因素有關(guān)？（1）燃料的質(zhì)量（2）燃料的種類（熱值）在物理學(xué)中，把1kg某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做這種燃料的熱值。熱值的符號(hào)：q

單位：J/kg（J/m3）無煙煤的熱值為3.4×107J/kg，表示的含義液化氣的熱值為4.9×107J/m3，表示的含義表示1kg的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4×107J。表示1m3的液化氣在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9×107J。1.定義2.單位及符號(hào)3.意義燃料的熱值請(qǐng)大家從左側(cè)的燃料的熱值表中找出：干木柴、柴油、汽油等生活中常見的幾種燃料的熱值。思考：柴油的熱值是多少？它的物理意義是什么？

(2)3Kg的柴油完全燃燒，它放出的熱量是多少？3.3×107J×3=9.9×107Jq柴油=3.3×107J/kg：1千克的柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量為3.3×107焦燃料的熱值燃料完全燃燒時(shí)放出熱量的計(jì)算：Q=qmQ=qV想一想：500g汽油完全燃燒時(shí)可以放出多少熱量？可知：q=4.6×103J/kgm=500g=0.5kg求：Q解：Q=qm=4.6×103J/kg×0.5kg=2.3×103JV的單位是m3m的單位是kg燃料燃燒計(jì)算公式

普通的家用煤爐燃燒無煙煤，燃燒效率只有15％；普通燃煤鍋爐，燃燒效率約為30％；現(xiàn)代化的鍋爐，燃燒效率可達(dá)90％左右。

什么是燃燒效率？

閱讀與思考燃料燃燒效率在實(shí)際利用燃料中，燃料很難完全燃燒，而且放出的內(nèi)能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分．爐子的效率：有效利用的熱量與完全燃燒時(shí)放出的熱量的比值．燃燒效率：η=Q利用/Q放出X100%1）改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒。2）盡可能減少各種熱量損失。提高燃料利用率的措施4、沖程中的能量轉(zhuǎn)化1、工作原理3、一個(gè)工作循環(huán)總結(jié)一、改變內(nèi)能的另一種方式:做功(能量的轉(zhuǎn)化)對(duì)物體做功——

內(nèi)能增大物體對(duì)外做功——

內(nèi)能減小二、汽油機(jī)2、構(gòu)造1.定義：1千克的某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做這種燃料的熱值。符號(hào)：q2.單位：焦耳/千克（J/Kg）或J/m33.q柴油=3.3×107J/kg的物理意義：1千克的柴油完全燃