人教版高中物理选修2-2-4热机原理热机效率ppt课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,一、热机原理 热机效率,二、热机 能源 环境,热机原理 热机效率,一、热机原理 热机效率 热机原理 热机效率,导入新课,今天形形色色的热机已经与现代生活和生产密不可分。从车辆中的内燃机、火电站的汽轮机，到飞机，到火箭飞机中的喷气发动机，热机时时刻刻在为我们提供着动力。,引言,导入新课 今天形形色色的热机已经与现代生活和生产密,热机的发明和发展是科学与技术相结合的早期范例，热机的广泛应用既是人类物质文明和社会进步的重要标志，同时也给人类社会带来了能源、环境等新的问题。,热机的发明和发展是科学与技术相结合的早期范例，,汽车发动机,汽车发动机,内燃机,内燃机,知识目标,1,、知道热机的基本工作原理。,2,、知道热机工作过程中的能量转化情况，知道四冲程内燃机的工作过程。,教学目标,知识目标1、知道热机的基本工作原理。教学目标,能力目标,1,、用物理图表分析问题的能力，联系实际思考问题的能力。,2,、通过了解热机的能量转化情况，关注提高热机效率的方法。,能力目标1、用物理图表分析问题的能力，联系实际思考问题的能力,情感态度与价值观,1,、感受技术与社会的联系，建立废物利用的观念。,2,、通过“内燃机对环境的污染”的社会调查，增强环保意识。,情感态度与价值观1、感受技术与社会的联系，建立废物利用的观念,重点,四冲程内燃机的工作过程。,难点,工作过程相互关系和动态分析。,教学重难点,重点四冲程内燃机的工作过程。难点工作过程相互关系和动态分析。,一、热机原理 热机效率,一、热机原理 热机效率,1,、热机,热机,是热力发电机的总称，能够持续不断的把燃料燃烧是释放的,能量转变为机械能的装置,，,都叫做热机,。热机是现在交通和发电站的基本动力源，是目前做广泛的动力机器。,1、热机,2,、热机的种类,蒸汽机,内燃机,汽轮机,喷气发电机,火箭,3,、热机的源头,蒸汽机,蒸汽机是,18,世纪，英国科学及瓦特在前人工作的基础上制成了实用的蒸汽机。,2、热机的种类,早期的蒸汽机,早期的蒸汽机,汽轮机,汽轮机,火箭,火箭,热机的种类很多，但是他们的物理学原理是相同的，基本结构都是由,发热机,、,内燃机,和,冷凝器,三个部分组成。,热机的种类很多，但是他们的物理学原理是相同的，,4,、内燃机种类及其工作原理,（,1,）汽油机,火花塞,气缸,进气门,活塞,连杆,排气门,曲轴,4、内燃机种类及其工作原理火花塞气缸进气门活塞连杆排气门曲轴,吸气,压缩,做功,排气,内燃机的,冲程,和,工作循环,吸气压缩做功排气 内燃机的冲程和工作循环,5,、热机效率,（,1,）定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧所释放的能量比。,（,2,）公式：,功与热量间的关系：,W=Q,1,-Q,2,热机的热效率：,=W,Q,1,理想热机的效率为：,理,=1-T,2,T,1,T,1,为发热器的绝对温度，,T,2,为冷凝器的绝对温度。,5、热机效率,6,、提高热机效率的主要途径,（,1,）使燃料充分燃烧。,（,2,）尽量减少各种热损失。,（,3,）在热机设计和制造上，采用先进的技术。,（,4,）保证良好的润滑，减少因摩擦而另外消耗的功。,6、提高热机效率的主要途径,二、热机 能源 环境,二、热机 能源 环境,热机的发展极大的解放了生产力。热机的广泛使用是社会工业化程度的标志，但是也导致了世界能源结构的巨大变化。,热机的发展极大的解放了生产力。热机的广泛使用是社会工,2002,年中国主要能源消费结构,2002年中国主要能源消费结构,中国与世界能源消费结构（,2002,）,中国与世界能源消费结构（2002）,2002,年我国主要的能源消费结构图显示：煤炭占,66.1%,，比例偏大，是环境污染的主要根源；我国剩余可采储量仅占世界剩余可采储量的,1.8%,，石油供应面临重大挑战，我国能源平均利用率为,32%,，比发达国家低将近,10,个百分点，主要是产品单位耗能比世界平均比高,30%,。,2002年我国主要的能源消费结构图显示：煤炭占6,环境保护,（,1,）内能对环境的影响,废气污染（,CO,、,SO,2,、酸雨）。,噪声污染。,酸雨,环境保护酸雨,（,2,）保护环境，减小污染措施。,改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。,提高内能的综合利用率。,把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。,充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。,（2）保护环境，减小污染措施。,课堂小结,1,、,热机,是热力发电机的总称，能够持续不断的把燃料燃烧是释放的,能量转变为机械能的装置,，,都叫做热机,。,2,、内燃机的工作过程,吸气,压缩,做功,排气,课堂小结 1、热机是热力发电机的总称，能够持续不断,3,、热机的效率：用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。,4,、提高热机效率的途径：,使燃料充分燃烧提高热机效率途径 减少热损失。,保持良好的润滑。,3、热机的效率：用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能,随堂练习,1,、汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？,随堂练习 1、汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有,相同点：,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，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。,不同点：,2,、设质量一定的单原子理想气体开始时压强为,3.039105Pa,，体积为,1L,，先作等压膨胀至体积为,2L,，再作等温膨胀至体积为,3L,，最后被等体冷却到压强为,1.013105Pa,。求气体在全过程中内能的变化、所作的功和吸收的热量。,2、设质量一定的单原子理想气体开始时压强为3.039105,解,(1),如图，,ab,、,bc,、及,cd,分别表示等压膨胀、等温膨胀及等体冷却过程。,1,2,3,3,1,0,V/L,P,/,（,1.01310,5,Pa,）,a,b,c,d,解 (1)如图，ab、bc、及cd分别表示等压膨胀、等温膨,由图可求出,在状态,d,，压强为,p,d,=,1.01310,5,Pa,，体积为,V,d,=,3L,由图可求出在状态d，压强为pd=1.013105Pa，体积,（,2,）在全过程中内能的变化,E,为末状态内能减去初状态内能，有理想气体内能公式及理想气体状态方程得：,1,2,3,3,1,0,V/L,P,/,（,1.01310,5,Pa,）,a,b,c,d,（2）在全过程中内能的变化E 为末状态内能减去初状态内能，,（,3,）在全过程中所作的功等于在各分过程中所作的功之和，即：,W=W,p,+W,T,+W,V,W,p,=p,a,(,V,b,-V,a,),=,31.01310,5,10,-3,J,=,304J,1,2,3,3,1,0,V/L,P,/,（,1.01310,5,Pa,）,a,b,c,d,（3）在全过程中所作的功等于在各分过程中所作的功之和，即：W,在等体过程中气体不作功，即,W,V,=0,所以：,W=W,p,+W,T,+W,V,=,304J+246J+0J=550J,在等体过程中气体不作功，即 WV=0所以：W=Wp,习题答案,1,、热机的基本组成如教材所示：热机的效率应为工作物质所做的机械功,W,与工质从发热器得到热量,Q,之比，由于,W=Q,1,-Q,2,。,因此热机的效率为,1-Q,1,Q,2,。,2,、略（提示：列表记录数据）,3,、略,习题答案1、热机的基本组成如教材所示：热机的效率应为工作物质,人教版高中物理选修2-2-4热机原理热机效率ppt课件,