内容正文:
12.3机械能和内能的相互转化(二)
分析:
在这个实验中,燃料燃烧时的化学能转化为内能,传给水和水蒸气(利用内能加热),水蒸气把塞子冲出去(利用内能做功),内能转化为塞子的机械能.
热机:利用内能做功的机器.
热机的能量转化:内能转化为机械能.
热机
把内能转化为机械能的机器。
热机:
典型的内燃式热机——汽油机
汽油机
汽油机是在气缸内燃烧汽油,产生高温高压的燃气,使燃气推动活塞而做功.
汽油机工作过程有四个冲程.
汽油机
1、汽油机的结构:
活塞从一端运动到另一端叫做一个冲程,曲轴运动半圈。
2、一个工作循环:
经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程,曲轴转动2周。
吸气冲程
进气门打开,排气门关闭,活塞由上端向下运动,汽油和空气的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.
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,产生高温高压燃气.高温高压的燃气推动活塞向下运动.
内能转化为机械能
排气冲程
进气门关闭,排气门打开,活塞由下端向上运动,把废气排出气缸.
汽油机完成一个循环:
1.活塞经历四个冲程,分别为: 、 、 、 。其中,
冲程时燃气对外做功.
2.曲轴旋转 圈,活塞往复 次.
3.汽油机各主要部件的作用是什么?
压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的?
1、在四个冲程中,哪些冲程发生了能量的转化?
2、哪个冲程使汽车获得动力?
3、哪个冲程排出了汽车的尾气?
热机的发展历程:
蒸汽机
喷气发动机
内燃机
火箭发动机
问题一:燃烧过程的能量转化怎样?
问题二:相同质量的不同燃料,燃烧时放出的热量是不是相同?
三、燃料的热值
不同的燃料,即使质量相同,完全燃烧放出的热量也是不同的,这个特性可以用热值表示.
热值
1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值.
热值的单位:焦每千克.
热值的单位符号:J/kg.
热值表:
问题:如何有效利用燃料?
在实际利用燃料中,燃料很难完全燃烧,而且放出的内能不能被完全利用,有效利用的只是其中一部分.
四、热机的效率
热机是利用燃料燃烧来做功的装置.
热机并不能把燃料燃烧放出的能量全部用来做功,其中相当一部分能量散失了.
用来做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
几种热机的效率
蒸气机的效率:6 ﹪~ 7 ﹪ .
汽油机的效率:20﹪~30﹪ .
柴油机的效率:30﹪~ 45﹪ .
在内燃机中,由于燃烧不完全而损失的能量很小.
排出的高温废气,会带走很大部分的能量.
有一部分能量消耗在散热上.
还有部分能量消耗在克服摩擦上.
真正被利用的内能只占其中较小的一部分.
内燃机的能流图
燃气内能
废气内能
有用机械能
散热损失
机械损失
$$北京新东方扬州外国语学校
Beijing New Oriental Foreign Language School at Yangzhou 物理作业纸
12.3 机械能和内能的相互转化(二)
【班级】 【姓名】
一、复习题
1、近期煤价节节攀升,少数不法商贩将煤矸石破碎后掺在优质煤中高价销售,客户为了不上当,最恰当的方法是检测下列物理量的中 ( )
A.热值 B.比热容 C.温度 D.质量
2、随着人们物质生活水平逐步提高,农村的厨灶发生了革命性的变化.煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭.液化气与煤相比,热学方面突出的优点是 ________________;环保方面突出的优点是__________________________ .若要将2.5kg初温为20℃的水加热到80℃,至少需要燃烧 _________________m3 的液化气.[液化气的热值是5.0×107J/ m3 ]
3、下列三个数值4.6×107 J/kg、0.8×103 kg/m3、2.1×103 J/(kg·℃)各表征煤油的一个特性,这三个数值依次表示的是煤油的( )
A.比热容、密度、热值 B.密度、热值、比热容
C.密度、比热容、热值 D.热值、密度、比热容
4、质量为 的燃料 燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值.热值的单位是 ,符号是 .已知燃烧某种燃料10 g时,最多可放出3.3×105 J的能量,则该燃料的热值是 。
5、下表为几种燃料的热值,由表可知
(1)完全燃烧5 kg木炭放出的热量是 J.