十四章内能的利用.ppt

1、热机,学前指导（1）,学生观察演示 实验，思考下面的问题。,1、看到了什么现象？ 塞子被冲 出，并且瓶口有 生成 2、整个过程中，能量是怎样转化的： 燃料燃烧将_能转化为_能；传给水和水蒸气，水蒸气将塞子推出，将它的_能转化为塞子的_。 3、上面的装置就是一个简单原始的热机。,雾,化学,内,内能,机械能,二、热机的种类：,蒸气机、内燃机、汽轮机、 喷气发动机等。,一、热机的定义：,教师点评,把内能转化为机械能的机械,学前指导（2）,学生自学内燃机内容，思考下面的问题。,三、内燃机 （一）内燃机的定义： （二）内燃机的种类：,燃料在机械内部燃烧的热机,汽油机、柴油机,火花塞,气缸,进气门,活塞,

2、连杆,排气门,曲轴,1、汽油机,（三）内燃机的构造及工作原理：,（1）构造,吸气,压缩,做功,排气,（2）汽油机（内燃机）的冲程和工作循环,吸气冲程,汽油和空气,进气门 ，排气门 。活塞由 运动， 组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。,打开,关闭,上端向下端,汽油和空气,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。,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，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。,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。,喷油嘴,气缸,进气门,活塞,连杆,排气

3、门,曲轴,（1）柴油机的构造,2、柴油机,吸气冲程,进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。,空气,压缩冲程,进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。,做功冲程,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。,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。,燃烧后的废气,（四）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

4、能自己工作。,（五）内燃机的应用,汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。,(1)汽油机的应用,(2)柴油机的应用,柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。,汽油机和柴油机有什么相同点，有什么不同点？,教师点评,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,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，

5、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。,学前指导,1、背景材料：在现代社会，人类所用能量的绝大部分是从燃料的燃烧（将 能转化为 能）中获得的常用的燃料有： 固体燃料，如 、 等； 液体燃料，如 、 等； 气体燃料，如 、 等,化学,内,木柴,煤,汽油,柴油,煤气,天燃气,2、提出问题：根据你的经验，相同质量的不同燃料在完全燃烧时放出的热量是不是相同？ 3、猜想假设： 4、事实依据： 5、质疑引新：那么如何表示燃料的这种特性呢？,四、燃料的热值 1、热值的物理意义： 2、热值的定义： 符号：

6、 公式： 单位： 强调：,Qmq或 QVq （q为热值）,表示燃料燃烧放出热量的能力强弱,1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值,q,J/kg,J/m3,它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。,3、炉子的效率： 提高炉子效率的措施（以锅炉为例）：,炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。 =Q有效/ Q总= cm(t-t0)/ qm,使燃料尽可能充分燃烧（如把煤磨成煤粉，加大送风量等） 减小热量的散失（如用隔热材料做炉体，加大受热面积等）,4、热机的效率： 提高热机效率的措施（以内燃机为例）：,使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失，

7、机件间保持良好的润滑、减小摩擦。,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叫做热机的效率。,热机的能量分流图,检测练习,用煤气灶把1kg、初温为20的水烧到70，消耗了10g煤气已知水的比热容是4.2103J/(kg)，煤气的热值为4.2107J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。,一、能量,请同学们欣赏一个短片,1、概念： 一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量。,一、能量,2、形式：,能量有各种不同形的形式。运动的物体具有动能；被举高的物体具有重力势能；发生弹性形变的物体具有弹性势能；由大量粒子构成的系统具有内能。,另外自

8、然界中还存在如化学能、电能、光能、太阳能、风能、潮汐能、原子能等等。,各种形式的是可以相互转化的,食物具有化学能，我们的身体把这种化学能转化成为维持生命所必须的内能和机械能。,一、能量,3、能量的转化,风能转化为电能,各种形式的是可以相互转化的,3、能量的转化,重力势能转化为电能,电能转化为机械能,各种形式的是可以相互转化的,3、能量的转化,电能转化为内能,太阳能转化为电能,各种形式的是可以相互转化的,3、能量的转化,光能转化为化学能,水果电池,化学能转化为电能,4、功是能量转化的量度,不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的。做功的过程就是各种形式的能量之间转化（或转移的过程，且做了多少功，

9、就有多少能量发生转化（或转移），因此功是能量转化的量度 。,二、能量守恒定律,1、内容： 能量既不会消灭，也不会创生，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外一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总和保持不变,能 源 分 类,（1）从人类开发能源的历史划分,常规能源：如煤、石油、天然气、水能等,新能源：如核能、风能、太阳能、地热能、海洋能等,（2）从使用分类,一次能源：如煤、石油、天然气、水能、风能、生物质能、海洋能等,二次能源：如电能、氢能、焦炭等,（3）从能否再生分类,可再生能源：如水能、风能等,不可再生能源：如石油、煤等,（4）从对环境的影响分类,清洁能源：如太阳能、风能

10、等,非清洁能源：如煤、石油、天然气等,能量转化和转移的方向性,内能总是自发地从高温物体向低温物体转移 而不会自发的由低温物体向高温物体转移,能量转化和转移的方向性,机械能可以全部转化为内能 而内能不可全部转化为机械能而不引起其他变化 热机的效率不可能1000/0,例如：一辆行驶的小轿车，燃料燃烧产生的内能有370/0通过发动机散热系统排除，370/0直接由排气管排出，有260/0变为发动机输出的机械能,能量的耗散从能量转化的角度反映出自然界中宏观过程的方向性。 正是因为能量转化的方向性，能量的利用受这种方向性的制约，所以能量的利用是有条件的，也是有代价的,通过以上分析我们知道了：,一、能量守恒定律 1内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者