内容正文:
第十四章 内能的利用
第十四章
小结与复习
能量守恒定律
内能的利用
热机的效率
能量的转化和守恒
热机
能量的转
化和转移
定义
汽油机
物理意义
定义
热量计算
热值
热效率的计算
单位
结构
四冲程
工作过程
柴油机
知识结构
热机
1.热机
(1)是利用内能________的机械。
(2)工作原理:
(3)内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机;内燃机分为___________和___________两大类。
做功
汽油机
柴油机
化学能
内能
机械能
燃烧
做功
重点回顾
冲程名称 _______冲程 _______冲程 _______冲程 _______冲程
工作示意图
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动 由上到下 由下到上 由上到下 由下到上
能量转化 无 机械能转化为______能 内能转化为_______能 无
吸气
压缩
做功
排气
内
机械
2.汽油机
重点回顾
四冲程内燃机特点:
每个工作循环飞轮转两圈,完成一次做功冲程。依靠飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程。
3.汽油机与柴油机
项目 汽油机 柴油机
原理图
结构 汽缸顶部有火花塞、无喷油嘴 汽缸顶部有喷油嘴、无火花塞
重点回顾
项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
一个工作循环 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小(机械能转化为内能) 压缩程度较大(机械能转化为内能)
做功冲程 压缩末,火花塞点火,燃料燃烧,产生高温高压燃气对外做功 压缩末,喷油嘴喷出雾状柴油,柴油自燃产生高温高压燃气对外做功
排气冲程 排出废气 排出废气
效率 不高;20%~30% 稍高;30%~45%
适用范围 小汽车、飞机等 载重汽车、轮船、坦克
重点回顾
近年来,我国成功发射了自行研制的神舟系列载人飞船,将多位航天员送进太空。返回舱进入大气中时,天空划过一道耀眼的光迹,这实际上是通过_________的方式导致舱体内能急剧_________(填“增加”或“减少”),此过程与_________冲程(填序号)能的转化相同。
A
B
C
D
做功
增加
B
例1
典例精析
一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是1800 r/min,则柴油机每秒( )
A.完成30个冲程,做功30次
B.完成60个冲程,做功60次
C.完成60个冲程,做功15次
D.完成120个冲程,做功30次
柴油机飞轮每转2圈完成4个冲程,做一次功。
C
例2
典例精析
热机的效率
1. 热值:
(1)定义:把某种燃料____________放出的_______与其_______之比,叫作这种燃料的热值,用符号________表示。
(2)物理意义:热值在数值上等于1kg某种燃料_____________放出的热量。
(3)单位(符号):________(固体、液体),________(气体)。
(4)热值是燃料本身的一种属性,它只跟燃料的_______有关。
质量
完全燃烧
热量
J/kg
J/m3
q
完全燃烧
种类
重点回顾
(5)公式:燃料完全燃烧放热Q放=________(固体、液体)或
Q放=________(气体)。
2. 热机的效率:
(1)定义:热机工作时,用来做____________的那部分能量与________________________________之比。
(2) 公式:η=×100%。
qm
qV
燃料完全燃烧放出的能量
有用功
重点回顾
(3) 提高热机效率的措施:
①使燃料燃烧充分;
②尽量减少各种热量损失;
③注意保养,保证良好的润滑,减小摩擦;
④采用先进技术和设备。
重点回顾
质量为2 kg的某种物质温度从20 ℃升高到40 ℃时,吸收的热量是1.88×104 J,该物质的比热容是_________J/(kg·℃)。如果不考虑热量散失,需要完全燃烧____________kg干木材来提供热量。(q干木材=1.2×107 J/kg)
470
1.57×10-3
例3
典例精析
泸州沱江六桥全程长4 km,桥面设计为双向8车道,中间预留了轻轨线路,于2018年1月通车。一辆小轿车做匀速直线运动通过全程,速度为50 km/h,受到的阻力恒为660 N,通过全程所需的时间为__________min,牵引力所做的功为______________J;若通过全程消耗了0.2 kg的汽油,汽油机的效率为______________。(已知热值q汽油=4.4×107 J/kg)
4.8
2.64×106
30%
例4
典例精析
例5
温度计
温度计
温度计
液体a
液体a
液体b
燃料1
燃料2
燃料2
b
a
如图,燃料1与燃料2质