《第14章内能的利用》知识总结_第1页
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文档简介

学而优教有方《第14章内能的利用》知识总结(一)热机1、定义:把内能转化为机械能的机器。深化升华:热机的基本原理是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为机械能。热机的种类很多,这些热机在人类社会的工业化进程中起到了举足轻重的作用,而且在现代社会中还发挥着巨大作用。2、种类:热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。3、内燃机(1)分为汽油机和柴油机两大类。(2)内燃机一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中,每完成一个工作循环,活塞往复两次,飞轮转动两周,只有做功冲程实现内能向机械能的转化。要点提示:在四个冲程中,压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化,压缩冲程中活塞运动的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。做功冲程中,燃料燃烧把燃料的化学能转化为燃气的内能,然后通过做功把燃气的内能转化为活塞的机械能。(二)燃料的热值1、定义:1千克的某种燃料完全燃烧而放出的热量。2、物理意义:表示燃料燃烧时放热本领的物理量,燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是不同的,就是说,不同燃料在燃烧时放热的本领不同,物理学中用热值来表示燃料的这种特性。3、单位:热值的单位是:焦/千克,读做焦每千克,用符号J/kg。如酒精的热值为:3.0×107J/kg,表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。4、实质:燃料燃烧过程中,燃料储藏的化学能转化为内能。深化升华:内能的主要来源是燃料,燃料燃烧时化学能转化为内能释放出来,不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小不同,这就是燃料的一种性质,用燃料的热值来表示。同种燃料的热值相同,与燃料的质量大小、形状及放出热量的大小都没有关系。5、热值是描述燃料性质的物理量,它反映的是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位为J/kg。难点剖析:对于热值的理解应抓住三个关键词语:1kg、某种燃料、完全燃烧。(1)“1kg”是指热值针对1kg的燃料而言,如果不是1kg的燃料,完全燃烧放出的热量值与热值不同。(2)“某种燃料”是指热值与燃料的种类有关,确定了燃料才能确定热值,不同燃料的热值一般不同。由此可见热值反映了燃料的燃烧特性,热值大的1kg燃料完全燃烧放出的热量多。(3)“完全燃烧”是由指燃料在燃烧时必须烧完、烧尽,只有1kg的燃料完全燃烧时放出的热值才是这种燃料的热值,通常情况下燃料往往不能完全燃烧,致使燃料燃烧放出的热量比用热值算出的结果小。(三)热机的效率1、定义:热机工作时,用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。2、提高热机效率的途径:尽量减小各种热量损失;保持良好的润滑,尽量减小摩擦;尽可能使燃料充分燃烧等等。3、热机造成的环境污染包括:燃料燃烧过程中会产生有害气体,燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘、飞灰,这些都会污染大气,危害人体健康,影响植物正常生长,要减小污染可改进燃烧设备,采取集中供热,提高燃烧效率,减少有害气体的排放量,采用污染小的气体燃料,加装消烟除尘装置等。要点提示:在利用燃料燃烧产生内能时,主要存在两大问题:一是提高效率,尽可能增加可利用的能量,减少浪费,节约能源,是缓解能源危急的重要途径;二是减少有害气体的排放,减少污染,保护人类及所有生命的生存环境。(四)能量守恒定律1、内容:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。难点剖析:定律的内容分为两部分:第一部分指出能是可以“转移”或“转化”的,“转移”指同一种形式的能可以从一个物体转移到另一个物体上;“转化”指能从一种形式转化为另一种形式;第二部分是能的“守恒”,明确指出在能的转移或转化过程中,能既不会创生、也不会消灭,能的总量保持不变。在各种能量发生转化和转移的事例中,能量都是守恒的,例如:(1)在热机中,利用内能做功的过程就是内能转化为其他形式能量的过程,消耗多少内能,就会产生多少其他形式的能量,能的总量是守恒的;(2)在摩擦生热现象中,机械能转化为内能,消耗多少机械能,就产生多少内能,能的总量是守恒的;(3)在燃料燃烧的过程中,化学能转化为内能,消耗多少燃料中蕴含的化学能,就会产生多少内能,能的总量是守恒的;(4)在热传递过程中,是内能由高温物体转移到低温物体的过程,例如,一杯热水与一杯冷水混合,热水减少多少内能,冷水就增加多少内能,能的总量是守恒的;(5)电动机工作时,电能转化为机械能和内能(因为电动机转动的同时还要发热),消耗多少电能,就会产生多少机械能和内能,能的总量是守恒的;(6)用电炉加热物体,电能转化为内能,消耗多少电能,就产生多少内能,能的总量是守恒的。深化升华:自然界中所有的变化,不管是大到天体、小到原子核内部,也不管是物理学的(比如物态变化),还是化学的(比如物质发生化学反应)、生物学的(比如动物的呼吸)、地理学的(比如火山爆发)、天文学(比如星球的运动)的问题,都存在能量的转化或转移,而且在转化与转移的过程中,能的总量是守恒的。所以说能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。2、意义:由做功和热传递的等效作用说明,机械能之间是可以转化的.其实自然界里,能量和转化是普遍的,都是通过做功这种形式来完成。自然界为什么形形色色,为什么这样奇妙丰富,都离不开能量的转化,地球从太阳那里获得光能,出现了风、水的流动,繁茂的植物和多种多样的动物,人类的活动,机器轰鸣,家电的使用,哪一样都离不开能的转化,可以说离开了能量的转化,就不再成为世界,可见能的转化是普遍的。3、理解能量守恒定律应注意以下几点:(1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度,如机械能、内能、化学能、电能,能量的单位都是焦耳;(2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化,而运动形式的转化过程必然伴随着能量的转化和守恒;(3)能量也可以以同种形式从一个物体转移到另一个物体,热传递过程实质上就是内能从一个物体转移到另一个物体的过程.转移能量的多少用热量来度量;辨析比较:在能量守恒

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