熱機(jī) 一 課前討論 在這個(gè)試驗(yàn)中 你會(huì)看到了什么現(xiàn)象 在這個(gè)過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的 燃料的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 又通過做功的方式 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 熱機(jī)的基本知識(shí) 熱機(jī) 把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器 種類 蒸汽機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 汽輪機(jī) 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 內(nèi)燃機(jī) 內(nèi)燃機(jī)在汽缸內(nèi)燃燒汽油或柴油 因此 內(nèi)燃機(jī)又分為汽油機(jī)和柴油機(jī) 汽油機(jī)的結(jié)構(gòu) 汽油機(jī)的工作過程 沖程 活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng) 從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程叫做一個(gè)沖程 在吸氣沖程中 進(jìn)氣門打開 排氣門關(guān)閉 活塞由上端向下運(yùn)動(dòng) 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)半周 此時(shí) 汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入汽缸 吸氣沖程 由于飛輪慣性運(yùn)動(dòng) 無能量的轉(zhuǎn)化 進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉 活塞由下向上運(yùn)動(dòng) 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)半周 燃料混合物被壓縮 混合氣體的內(nèi)能增大 溫度升高 壓縮沖程 由于飛輪慣性運(yùn)動(dòng) 將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 在壓縮沖程末尾時(shí) 火花塞產(chǎn)生電火花 使燃料猛烈燃燒 由于進(jìn)氣門和排氣門仍然都關(guān)閉 所以高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng) 并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)半周 做功沖程 在燃?xì)獾耐屏ο逻\(yùn)動(dòng) 將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 進(jìn)氣門關(guān)閉 排氣門打開 活塞由下向上運(yùn)動(dòng) 曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)半周 把廢氣排出汽缸 然后 開始下一個(gè)工作循環(huán) 排氣沖程 由于飛輪慣性運(yùn)動(dòng) 無能量的轉(zhuǎn)化 汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán) 要經(jīng)歷四個(gè)沖程 曲軸轉(zhuǎn)二周 對(duì)外做功一次 總結(jié)一下 汽油機(jī)的四個(gè)沖程中只有做功沖程對(duì)活塞做功 其它三個(gè)沖程要靠飛輪的慣性來完成 汽油機(jī)的四個(gè)沖程中只有壓縮沖程和做功沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化 壓縮沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 做功沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 了解柴油機(jī) 1 四沖程汽油機(jī)的工作過程由 四個(gè)沖程組成的 練習(xí)一下 3 四沖程汽油機(jī) 由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是 沖程 做功沖程是 能轉(zhuǎn)化為 能 2 四沖程汽油機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán) 要經(jīng)歷 個(gè)沖程 曲軸轉(zhuǎn) 周 對(duì)外做功 次 4 單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)完成40個(gè)沖程 關(guān)于做功和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的情況 下列說法正確的是 A 做功10次 飛輪轉(zhuǎn)40周 B 做功40次 飛輪轉(zhuǎn)20周 C 做功10次 飛輪轉(zhuǎn)20周 D 做功20次 飛輪轉(zhuǎn)10周 5 某四沖程汽油機(jī) 曲軸轉(zhuǎn)速1200轉(zhuǎn) 分 則該汽油機(jī)每秒飛輪轉(zhuǎn) 周 做功 次 有 個(gè)沖程 6 某內(nèi)燃機(jī) 在做功沖程中 燃料在汽氣缸內(nèi)燃燒放出的總熱量為10000J 其中 因?yàn)闊彷椛涞壬⑹Я?000J 被廢氣帶走了5000J 則 燃?xì)鈱?duì)活塞做的功為 J 該內(nèi)燃機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為 14 1 熱機(jī) 二 物體吸收或放出的熱量可用Q Cm t來計(jì)算 某種燃料燃燒時(shí)放出的熱量應(yīng)怎樣計(jì)算呢 課前回顧 1 某內(nèi)燃機(jī) 在做功沖程中 燃料在汽缸內(nèi)燃燒放出的總熱量為10000J 其中 因?yàn)闊彷椛涞壬⑹Я?000J 被廢氣帶走了5000J 則 燃?xì)鈱?duì)活塞做的功為 J 該內(nèi)燃機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為 2 單位 焦 千克 J Kg 燃料的熱值 1 定義 1Kg的某種燃料完全燃燒放出的熱量 叫做這種燃料的熱值 q 3 例如 汽油的熱值為q汽 4 6 107J Kg 其物理意義是 質(zhì)量為1Kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為4 6 107J 1 煤油的熱值q煤油 物理意義為 對(duì)氣體燃料 熱值指的是1m3燃料完全燃燒放出的熱量 焦每立方米 J m3 2 煤氣的熱值q煤氣 物理意義為 熱值是燃料的一種特性 只與燃料的種類有關(guān) 1 固體和液體燃料 Q mq 2 氣體燃料 Q Vq 燃燒放熱的計(jì)算 燃料完全燃燒放出的能量Q總 廢氣帶走的能量 散熱 克服摩擦損失 機(jī)械能 對(duì)活塞做功 w有 熱機(jī)的效率 1 定義 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(jī)效率 練一練 1 杯中的某種液體燃料 倒掉一半后 對(duì)剩下的半杯液體描述不正確的是 A 熱值減半B 密度不變C 質(zhì)量減半D 比熱容不變 2 如圖是某臺(tái)汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程 其中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是 請(qǐng)按一個(gè)工作循環(huán)的過程 將四個(gè)圖重新排序 3 小明同學(xué)在課余通過對(duì)雞蛋的仔細(xì)觀察發(fā)現(xiàn) 夏天的雞蛋比冬天更容易變?yōu)?散黃 但雞蛋 散黃 后并未變壞 那么你認(rèn)為以下原因分析正確的是 A 蚊蟲叮咬的結(jié)果B 氣溫較高 蛋黃膨脹開裂C 拿來拿去振動(dòng)的結(jié)果D 氣溫較高 蛋黃與蛋白擴(kuò)散作用加劇的結(jié)果 4 小林特別喜歡吃 糖炒栗子 他看到人們?cè)诔蠢踝拥臅r(shí)候 往鍋里加了一些 砂子 來炒 填塞了栗子間的空隙 過一會(huì)兒 炒熟的栗子又香又甜 他知道這是通過 的方式來改變栗子內(nèi)能的 同時(shí) 燃燒焦炭是把焦炭的 能轉(zhuǎn)化 能 但是他不知道放 砂子 的用處 你能猜出用砂子炒栗子的好處嗎 寫出一個(gè)好處即可 5 小明家住市中心 奶奶嫌城市夏天太熱而不住他家 這激發(fā)了他探究城鄉(xiāng)溫差的原因 某星期天 他請(qǐng)全班同學(xué)分別到選定的地點(diǎn) 于中午同一時(shí)刻測(cè)出各測(cè)試點(diǎn)的氣溫 以此繪制出圖所示的 區(qū)域 溫度 坐標(biāo)圖 1 圖6中氣溫最低的區(qū)域是 簡(jiǎn)析該區(qū)域氣溫低的主要原因 2 請(qǐng)?zhí)岢鲆环N降低市中心環(huán)境氣溫的辦法 熱島效應(yīng) 6 小明家新安裝了一臺(tái)容積為0 5m3的太陽能熱水器 加滿水后 經(jīng)過4h陽光的照射 水溫由原來的20 升高到了40 問 在這4h內(nèi)水吸收了多少熱量 若這些熱量由效率為20 的火爐燃燒焦炭來提供 則需要燃燒多少千克焦炭 焦炭的熱值q 3 0 107J kg