湖南省浏阳市赤马初级中学九年级物理全册《第十六章 热和能》热机课件1 新人教版.ppt

第十五章热和能 4热机 知识目标 1 了解四冲程汽油机的基本工作原理 2 从能量转化的角度认识燃料的热值 3 了解内能的利用在人类发展史上的重要意义 4 通过能量的转化和转移认识效率 一 内能的获得 通过燃料的燃烧 将燃料内部的化学能转化为内能 二 内能的利用 1 直接加热物体 热机 热能除了带给人类温暖以外 还能做什么呢 试管中的蒸汽将软木塞推出去 软木塞获得了动能 蒸汽的内能减少 内能的利用 1 利用内能加热 2 利用内能做功 塞子被冲出 在此过程中 能量是如何转化的 燃料的化学能 水蒸气的内能 塞子运动的机械能 热机 燃料的化学能 内能 机械能 热机是把内能转化为机械能的机器 一 热机的定义 二 热机的种类 蒸汽机 内燃机 汽轮机喷气发动机 火箭等 内燃机是热机中常见的一种 燃料在汽缸内燃烧 产生高温高压的气体对活塞做功 分为汽油机和柴油机两种 内燃机 汽油机 的工作原理 冲程 1 活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程 叫做一个冲程 2 内燃机的一个工作循环有四个冲程 分别是 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程和排气冲程 内燃机 汽油机 的工作原理 吸气冲程 进气门打开 排气门关闭 活塞向下运动 汽油和空气的混合物进入气缸 内燃机 汽油机 的工作原理 压缩冲程 进气门和排气门都关闭 活塞向上运动 燃料混合物被压缩 内燃机 汽油机 的工作原理 做功冲程 在压缩冲程结束时 火花塞产生电火花 使燃料猛烈燃烧产生高温高压的气体 高温高压的气体推动活塞向下运动 带动曲轴转动 对外做功 内燃机 汽油机 的工作原理 排气冲程 进气门关闭 排气门打开 活塞向上运动 把废气排出气缸 内燃机 汽油机 的工作原理 内燃机的连续工作 汽油机工作原理 思考 1 在四个冲程中 哪些冲程发生能量的转化 压缩冲程 机械能 内能 做功冲程 机械能 内能 2 哪个冲程获得动力 做功冲程 其它三个冲程又叫做辅助冲程 3 一个工作循环由四个冲程组成 每个工作循环活塞往复运动二次 曲轴和飞轮转动二周 对个做一次功 辅助冲程是靠飞轮的惯性完成的 柴油机 柴油机也是常见的热机 它是用柴油作为燃料来工作的热机 柴油机 柴油机的工作原理与汽油机大致相同 如图是柴油机的结构图 与汽油机比较一下 想一想它是怎样工作的 柴油机也有四个冲程 吸气冲程 柴油机吸入汽缸中的只是空气而不像汽油机那样吸入的是汽油和空气的混合物 压缩冲程 活塞将汽缸内的空气压缩成高温的气体 其温度超过柴油的燃点 做功冲程 在压缩冲程的最后状态 由喷油嘴向汽缸内喷射雾状的柴油 这些雾状的柴油在汽缸内高温的空气中燃烧起来 这种点火方式称为压燃式 由于雾状柴油的燃烧 使得汽缸内的压强急剧增大 气体对活塞做功 将活塞推向汽缸的下端 排气冲程 与汽油机的情况相同 都是把废气排出汽缸 为下一个循环做好准备 要瞧瞧吗 动画演示 柴油机比汽油机要笨重些 但柴油机的效率高 功率大 并且柴油的价格又比汽油便宜 因而多用在拖拉机 坦克 轮船 内燃机车 载重汽车以及小型发电机上 柴油机 柴油机分别在火车 坦克 轮船和挖土机上的运用 三 燃料的热值 2 燃烧相同质量的不同燃料 放出的热量不同 1 燃料的种类很多 可分为固体燃料 液体燃料和气体燃料 三 燃料的热值 3 燃料的热值 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量 叫做这种燃料的热值 4 热值的单位 j kg 5 热值的符号 q 三 燃料的热值 一些燃料的热值 三 燃料的热值 6 燃料燃烧放热计算 小明某次用火炉烧水时 共消耗了1 5kg的烟煤 试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量 烟煤的热值q 2 7 107j kg 解 q mq 1 5kg 2 7 107j kg 4 05 107j 答 这些煤完全燃烧放出的热量为4 05 107j q mq 四 燃料的利用率 思考 上例中小明烧水用了1 5kg的烟煤 这些煤完全燃烧放出的热量为4 05 107j 实际放出的热量是4 05 107j吗 为什么 水实际吸收的热量呢 水实际吸收的热量 称为有效利用的热量 四 燃料的利用率 1 炉子的效率 有效利用的热量 水吸收的热量 与燃料完全燃烧放出的热量之比 四 燃料的利用率 2 提高燃料利用率 节约能源 1 使煤充分燃烧 将煤磨成煤粒 加大送风量 2 加大受热面积 减少烟气带走的热量 四 燃料的利用率 3 热机的效率 用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比 叫热机的效率 燃料的不完全燃烧 气缸部件吸热后的热量散失 废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量 都是引起能量损失的原因 因此 提高热机效率 可提高燃料的利用率 四 燃料的利用率 提高热机效率的途径和节能方法 l 尽可能减少各种热损失 如保证良好的润滑 减少因克服摩擦所消耗的能量 2 充分利用废气的能量 提高燃料的利用率 如利用热电站废气来供热 这种既供电又供热的热电站 比起一般火电站来 燃料的利用率大大提高 1 汽油机的四个冲程中 内能转化为机械能的是 机械能转化为内能的是 a 吸气冲程b 压缩冲程c 做功冲程d 排气冲程 c b 2 一桶煤油用掉一半 剩下的煤油 a 密度和热值不变 比热裕减为原来的一半b 比热容和密度不变 热值减为原来的一半c 热值和比热容不变 密度减为原来的一半d 密度 热值 比热容都不变 d 练习 练习 1 两块光滑 干燥的玻璃 紧贴在一起不能结合成一块 原因是 a 两块玻璃分子间距离太大 作用力太小了b 两块玻璃分子间距离太小 斥力起主要作用了c 两块玻璃分子间不存在作用力d 两块玻璃中的分子力运动太慢了 a 2 一滴蓝墨水滴入清水中不搅动 经过一段时间后水变成蓝色 这表明 a 墨水的分子和水分子间