九年级物理全册 14.1 热机（第7课时）课件 （新版）新人教版.ppt

热机 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 2 利用内能做功 二 内能的利用 内能转化为机械能 燃料燃烧将化学能转化为内能 又通过做功将内能转化为机械能 演示实验 p135 现象 软木塞冲出 管口有 白气 产生 说明 水蒸汽对木塞做功 内能减少 它的温度下降 水蒸汽液化成小水珠 工作时 内能转化为机械能应用 热机 1 热机 能够将燃料的化学能通过燃烧转化为内能 又通过做功 把内能转化成机械能的机器2 原理 化学能内能机械能3 分类 热机 外燃机 内燃机 汽油机 柴油机 燃烧 做功 热机的种类 蒸气机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 火箭等 蒸汽机 蒸汽机火车 汽轮机 内燃机 内燃机 飞机上的空气喷气发动机 火箭上的火箭喷气发动机 三 内燃机种类 1 汽油机 2 柴油机 当活塞由汽缸的一端运动到另一端的过程 叫做一个冲程 1 汽油机工作原理 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 吸气冲程 汽油和空气 进气门打开 排气门关闭 活塞由上端向下端运动 汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸 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 压强增大 温度升高 机械能转化为内能 做功冲程 在压缩冲程末尾 火花塞产生电火花 使燃料猛烈燃烧 产生高温高压的燃气 推动活塞向下运动 并通过连杆带动曲轴转动 内能转化为机械能 排气冲程 燃烧后的废气 进气门关闭 排气门打开 活塞向上运动 把废气排出气缸 2 柴油机的构造 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 曲轴 火花塞 在压缩冲程末尾 火花塞产生电火花 使燃料猛烈燃烧 产生高温高压的燃气 推动活塞向下运动 并通过连杆带动曲轴转动 在压缩冲程末 从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧 产生高温高压的燃气 推动活塞向下运动 并通过连杆带动曲轴转动 点火方式 压燃式 点火方式 引燃式 柴油机 汽油机 1 基本构造和主要部件的作用相似 2 每个工件循环都经历四个冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 3 四个冲程中 只有做功冲程对外做功 其余三个冲程靠飞轮惯性完成 4 一个工作冲程中 活塞往复两次 飞轮转动两周 做功一次 相同点 3 内燃机的启动 内燃机不能自行启动 开始运转时 要靠外力使飞轮和曲轴转动起来 由曲轴通过连杆带动活塞运动 以后内燃机才能自己工作 不同点 1 构造不同 汽油机气缸顶有火花塞 而柴油机气缸顶部有喷油嘴 2 燃料不同 汽油机的燃料是汽油 而柴油机的燃料是柴油 3 吸气不同 汽油机吸进汽油和空气的混合气体 柴油机只吸进空气 4 点火不同 汽油机属点燃式点火 柴油机属压燃式点火 汽油机的效率 20 30 柴油机的效率 30 45 六 热机效率 一单缸四冲程汽油机转速1200r min则每秒钟完成多少个冲程 做功多少次 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 j m3 燃料的热值只与燃料的种类有关 与燃料的质量 是否完全燃烧无关 木炭 3 4 107j kg物理意义 1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3 4 107j煤气 3 9 107j m3物理意义 1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3 9 107j 燃料完全燃烧放出的热量q放 mq 燃料完全燃烧放出的热量q放 vq 三 燃料的热值 一些燃料的热值 三 燃料的热值 燃料燃烧放热计算 例一 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 例2 用家用燃气热水器烧水洗澡 假如洗一次澡要用掉天然气0 14m3 问 完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量 q 8 107焦耳 米3 q vq 气体燃料 练习 1 完全燃烧15千克热值是3 4 107j kg的木炭 能产生多少热量 想要获得这些热量 需要完全燃烧多少千克氢气 q氢 1 4 108j kg 例题3 把5kg40 的水烧开 水需要吸收多少热量 需要完全燃烧多少kg的干木柴 干木柴的热值为1 2 107j kg 外界为标准大气压 燃料完全燃烧放出的全部被水吸收 解 q吸 cm t t0 4200j kg 0c 5kg 600c 1 26 106j q放 q吸m1 q放 q 1 2 106j 1 2 107j kg 0 1kg 四 燃料的利用率 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 例题4 把10kg40 的水烧开 需要完全燃烧多少kg的干木柴 已知干木柴的热值为1 2 107j kg 外界为标准大气压 并且燃料完全燃烧放出的热量有50 被水吸收 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 课堂练习 1 如图1表示内