初三物理《热机》

四 、 热 机 -能 量 的 转 化 一 、 热 机实 验 一 ： 试 管 内 装 水 ， 用 橡 皮 塞 塞 住 ，加 热 至 沸 腾 。现 象 ： 水 升 至 沸 腾 ， 产 生 大 量 水 蒸 气 ， 水蒸 气 越 来 越 来 多 ， 对 软 木 塞 的 压 力 越 来 越 大 ，随 后 将 软 木 塞 推 出 试 管 口说 明 ： 水 蒸 气 膨 胀 对 木 塞 做 功 ， 水 蒸 气 内能 减 小 ， 木 塞 机 械 能 增 加 ， 内 能 转 化 为 机 械能 。结 论 ： 化 学 能 内 能 机 械 能 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 4、 内 燃 机 构 造 ：汽 油 机 柴 油 机 5、 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 。 (4)柴 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 空气 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 。 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 。 机 械 能 转 化 为 内 能 。 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 。 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 。 汽 油 机冲 程 活 塞 运动 情 况 进 气门 排 气门 空 气 和 汽 油混 合 物 能 量 转化 情 况吸 气压 缩做 功排 气 向 下 开 关 通 过 进 气 门进 入 气 缸 消 耗 机械 能向 上 关 关 被 压 缩 ， 温 度升 高 ， 压 强 增大 机 械 能 转换 能 内 能向 下 关 关 猛 烈 燃 烧 内 能 转 换成 机 械 能向 上 关 开 通 过 排 气 门排 出 气 缸 消 耗 机械 能 n 一 个 工 作 循 环 ：n 活 塞 ： 往 复 两 次 。n 曲 轴 ： 转 动 两 周 。n 完 成 ： 四 个 冲 程 。n 对 外 做 功 ： 一 次 。n 辅 助 冲 程 ： 靠 飞 轮 惯 性 来 完 成 。小 结 ： 3.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 。 二 、 燃 料 的 热 值1、 定 义 ： 1kg某 种 燃 料 完 全 燃 烧所 放 出 的 热 量 叫 做 这 种 燃 料 的 热 值2、 符 号 ： q 单 位 ： J/kg3、 物 理 意 义 ： 1kg的 燃 料 在 完 全燃 烧 时 所 放 出 的 热 量 的 多 少4、 q碳 =3.4 107 J/kg的 意 义 ： 5、 放 出 热 量 的 计 算如 果 用 m表 示 燃 料 的 质 量 ， 用 q表示 该 种 燃 料 的 热 值 ， 用 Q放 表 示 燃 料完 全 燃 烧 时 所 放 出 的 热 量 ，则 ： Q放 =mq 例 1： 液 化 石 油 气 热 值 为 3.5 107 J/kg ，（ 1） 完 全 燃 烧 80g发 出 的 热 量 为 多少 ？（ 2） 若 燃 烧 放 出 的 热 量 只 有 60%被水 吸 收 。 则 能 将 4kg， 初 温 20 的 水加 热 到 多 少 6、 热 机 的 效 率 （ 1） 热 机 的 效 率 ： 热 机 所 做 的 做 有 用功 那 和 燃 料 完 全 燃 烧 放 出 的 热 量 之 比 。 叫热 机 的 效 率 。 = （ 2） 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 。 WQ放 100% 汽 油 机 的 效 率 ： 2030%柴 油 机 的 效 率 ： 3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！ （ 3） 提 高 热 机 效 率 的 途 径 和 方 法 ： 尽 可 能 减 少 各 种 热 损 失 ， 保 证 良 好的 润 滑 ， 减 少 因 克 服 摩 擦 所 消 耗 的 能 量 ； 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 。 7.热 机 对 环 境 的 影 响n 1.热 机 对 大 气 的 影 响 。n （ 1） 产 生 有 毒 气 体 。n （ 2） 产 生 大 量 二 氧 化 碳 ， 造 成 温 室 效 应 。n （ 3） 产 生 粉 尘 。n 2.热 机 产 生 噪 音 。