14.1 熱機,一、熱機工作原理,如圖所示，在試管內裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，會看到什么現象？,在這一過程中能量如何轉化呢？,燃料的化學能通過燃燒轉化為內能，又通過做功，把內能轉變成機械能。從而使機械獲得動力。,熱機：,將燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣的內能轉化為機械能的裝置.,二、熱機種類,蒸汽機,內燃機,汽輪機,噴氣發(fā)動機,三、內燃機：,汽油機,柴油機,汽油機結構圖,火花塞,活塞,排氣門,進氣門,汽缸,連桿,曲軸,主體是汽缸，它的頂部有進氣門和排氣門，頂部有火花塞，下部有活塞，它通過連桿與 曲軸 相連，它的移動通過連桿帶動曲軸轉動。,汽油機工作時，活塞在汽缸里做往復運動，活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程叫做沖程。,2、一個工作循環(huán)：,把這四個沖程稱為一個工作循環(huán)。,1、一個沖程：,四、汽油機的工作過程,汽油機的四個沖程,打開,關閉,關閉,關閉,關閉,關閉,關閉,打開,向下,向上,向下,向上,機械能- 內能,內能- 機械能,壓縮氣體,對外做功,吸入氣體,排出氣體,一 個 工 作 循 環(huán),吸氣沖程,壓縮沖程,做功沖程,排氣沖程,內燃機四沖程的判斷方法：,汽油機工作原理,一看活塞的運動方向；二看氣門關閉狀態(tài)。,開機,關機,汽油機與柴油機的對照,曲軸,連桿,活塞,進氣門,排氣門,火花塞,噴油嘴,排氣門,進氣門,活塞,連桿,曲軸,汽油,柴油,火花塞,噴油嘴,汽油和空氣的混合物,空氣,點燃式,壓燃式,低,高,輕巧,燃料便宜、效率高,燃料貴、效率低,笨重,輕型汽車、摩托車,輪船、火車,汽油機與柴油機的對照,1、都是燃料在汽缸中燃燒。 2、都是將內能轉化為機械能的機器。 3、都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構成一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉動兩周，活塞往復兩次，對外做功一次。 4、都是先靠外力使飛輪和曲軸轉動起來，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。 5、排氣沖程排出廢氣相同。,相同點,1.定義：,五、熱值,1kg 某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。,熱值是燃料的特性，不是所有物質都具有的特性。它反映的是燃料燃燒過程中放熱本領大小的物理量。,（1m3）,2.公式：,q=,3.單位：,焦每千克，符號J/kg,4.意義：,表示相同質量 的不同燃料完全燃燒時放出的熱量不同。,q=,（體積）,（焦每米3，符號J/m3）,幾種燃料的熱值（焦/千克）,氫1.4 108,汽油4.6 107,酒精3.0107,柴油3.3 107,煤氣（約）3.9 107,煤油4.6 107,天然氣7.18.8 107,煙煤（約）2.9 107,無煙煤（約）3.4 107,焦炭3.0 107,木炭3.4 107,干木柴（約）1.2 107,木炭: 3.4107J/kg 物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3.4107J,煤氣: 3.9107J/m3 物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3.9107J,有效利用燃料,爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做爐子的效率。,1.把煤磨成煤粉，用空氣吹進爐膛，可以燃燒得比較完全。 2.不燒煤粉而燒煤粒，加大送風量，把煤粒在爐膛里吹起來燃燒，可以燃燒得更充分。 3.用各種辦法加大受熱面，可以減少煙氣帶走的熱量。,提高鍋爐的效率和燃料的利用率的措施：,用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機效率。,廢氣內能,散熱損失,機械摩擦損失,有用機械能,高溫高壓 燃氣,燃料完全燃燒放出的能量,熱機效率,在熱機的各種能量的損失中,廢氣帶走的能量最多.,設法利用熱機廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。,燃燒不完全,一、燃料的熱值 定義：1kg(m3)某種燃料完全燃燒放出的熱量 單位：焦每千克，符號：J/kg,二、熱量的計算 Q放=mq 三、熱機效率： 我們把用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒后放出的能量之比叫做熱機效率。,我會應用,1.某汽油機飛輪轉速為3000r/min，那么，每秒鐘內完成 個沖程，活塞往復 次，燃氣推動活塞做功的次數為 次。,一個工作循環(huán)由四個沖程組成，曲軸旋轉兩周，活塞往復兩次，對外做功一次,100,50,25,2.如右圖甲、乙是內燃機工作過程中的兩個沖程的簡圖，從圖中可判定 （ ） A、甲為吸氣，乙為壓縮 B、甲為排氣，乙為做功 C、甲為吸氣，乙為做功 D、甲為吸氣，乙為排氣,3000r/min=50r/s,甲,乙,C,我會應用,1.為節(jié)約能源，需提高熱機的效率。下列措施中不能提高熱機效率的是 （ ） A 盡量使燃料充分燃燒 B 盡量增加熱機的工作時間 C 盡量減少廢氣帶走的熱量 D 盡量減少熱機部件間的摩擦,B,Q放=q m,Q=cmt,Q= I2Rt,Q放= q,例題：把5kg40的水燒開，需要完全燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的熱值為1.2107J/kg，外界為標準大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收） 解：,Q吸=cmt =4200J/(kg0C)5kg600C=1.26 106J； Q放Q吸 m1=Q放/q = 1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,