《热机及其效率》知识清单

《热机及其效率》知识清单#热机及其效率知识清单##一、热机1、**热机的定义**-热机就是利用燃料燃烧释放出的能量来做功的机械。比如说，汽车发动机就是一种热机，它通过燃烧汽油，然后把汽油燃烧产生的能量转化为汽车运动的机械能。2、**蒸汽机工作原理**-燃料燃烧的时候产生热量（这是化学能转化为内能哦），这些热量传给了水和水蒸气（这个过程就是热传递）。然后呢，塞子受到水蒸气的压力就冲出去了，这个时候水蒸气的内能就转化成了塞子的机械能。3、**内燃机**-内燃机是燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，它主要分为汽油机和柴油机这两大类。-**四冲程内燃机的共同特点**-**冲程循环**：它们都要经过吸气、压缩、做功、排气这四个冲程的循环来工作。这里要记住哦，四个冲程里只有排气冲程是完全相同的。-**能量转化**：在压缩冲程中，机械能转化成内能；在做功冲程中呢，内能转化为机械能。就像我们压缩一个弹簧（这是机械能），弹簧变热了（这就是转化成内能了）；然后如果一个烧热的东西推动别的东西动起来（这就是内能转化为机械能啦）。-**冲程与其他参数的关系**：4个冲程就等于活塞往返2次，也等于曲轴转动2周，而且每4个冲程只有1次做功冲程是对外做功的，其他三个冲程都是靠着飞轮的惯性来完成的。-**冲程的判断方法**：如果有一个气门打开，活塞向上运动就是排气冲程，向下运动就是吸气冲程；要是两个气门都关闭，活塞向上运动就是压缩冲程，向下运动就是做功冲程。-**汽油机和柴油机的不同点**-**吸气冲程**：柴油机在吸气的时候只吸空气，而汽油机吸的是汽油和空气的混合物。这就好比柴油机只请了空气这个“客人”，汽油机请了汽油和空气这两个“客人”。-**构造不同**：柴油机有个独特的喷油嘴，它是压燃式点火的；汽油机有个火花塞，是点燃式点火的。这就像柴油机是用压力来点燃燃料，汽油机是用火花塞打出的小火花来点燃燃料。-**使用范围不同**：汽油机一般用在那些比较轻小便捷但是效率低一点的机械上，像小汽车、摩托车之类的；柴油机呢，就用在那些又大又笨重但是效率比较高的机械上，像载重汽车、轮船这些。##二、热效率1、**热值（q）**-热值就是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。对于固体和液体燃料，单位是焦每千克（J/kg）。比如说，如果一种燃料的热值是5J/kg，那就意味着1kg的这种燃料完全燃烧放出的热量是5J。对于气体燃料也有类似的定义。-不同的燃料，即使质量相同，燃烧后放出的热量一般也是不同的。而且相同质量的燃料，热值越大，完全燃烧时放出的热量就越多，也就是化学能转化成的内能越多。要记住哦，热值只和燃料的种类有关，和燃料放出的热量、质量大小、形状这些都没有关系。-**热值的计算**：计算的时候要注意单位的统一，比如说燃料质量用kg，热量用J，热值就是J/kg。如果已知燃料的质量m（单位是kg），完全燃烧放出的热量Q（单位是J），那么热值q=Q/m（单位是J/kg）。2、**热（机的）效率（η）**-热机工作的时候，用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比就是热效率，最后结果得是百分数哦。热效率越高，就说明这个热机对能量的利用率越高。就好像一个人干活，如果他干的有用的活占他全部力气的比例大，那就说明他干活效率高。-**提高热效率的途径**：要想提高热机的热效率，我们可以让燃料尽可能充分燃烧，还可以减少热量的散失，另外克服摩擦力做功也能提高热效率。3、**能量的转化和守恒**-能量这个东西很神奇，它既不会凭空产生，也不会凭空消失。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其他物体上，而且在转化和转移的过程中，能量的总量是不变的。-比如说摩擦生热，这就是机械能转化成了内能；水轮机带动发电机发电，这就是机械能转化成了电能；灯泡发光呢，就是电能转化成了光能。-**能量守恒定律的特点**-**普遍性**：这可是自然界中最普遍的定律，不管什么变化都得遵循这个定律。机械能守恒是有条件的，但是能量守恒是无条件的哦。-**能量转化和转移时的关系**：当能量转化的时候，一种形式的能量减少多少，其他形式的能量就会增加多少；能量转移的时候，一个物体能量减少多少，另一个物体能量就会增加多少。而且只要对外做功，就一定会消耗能量的。-**永动机不能实现**：永动机是违背能量守恒定律的，因为它想要一直运动下去又不消耗能量，但是在实际中，只要机器工作就会有阻力，克服阻力做功就会损失能量，所以永动机是不可能实现的。##三、习题1、一种燃料的质量是2kg，完全燃烧后放出的热量是10000J，这种燃料的热值是多少？-答案：根据热值的计算公式q=Q/m，这里Q=10000J，m=2kg，所以q=10000J/2kg=5000J/kg。2、某热