第十六章熱和能

16.4熱機(jī)1

在試管內(nèi)裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，會(huì)看到什么現(xiàn)象？推動(dòng)塞子的能量來(lái)自哪里？塞子被沖出！1、熱機(jī)2燃料的化學(xué)能水蒸氣的內(nèi)能塞子運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能熱機(jī)燃料的化學(xué)能內(nèi)能機(jī)械能做功燃燒熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。能量轉(zhuǎn)化：3熱機(jī)的種類(lèi)：蒸汽機(jī)

內(nèi)燃機(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)

噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)

火箭發(fā)動(dòng)機(jī)燃料的化學(xué)能內(nèi)能燃燒做功機(jī)械能共同特點(diǎn)：4

2、內(nèi)燃機(jī)種類(lèi)汽油機(jī)柴油機(jī)〔以汽油為燃料〕〔以柴油為原料〕5吸氣壓縮做功排氣內(nèi)燃機(jī)的沖程

和工作循環(huán)

活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程。6汽油機(jī)的構(gòu)造火花塞氣缸進(jìn)氣門(mén)活塞連桿排氣門(mén)曲軸主體是氣缸，它的頂部有進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)，頂部有火花塞，下部有活塞，它通過(guò)連桿與曲軸

相連，它的移動(dòng)通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。7汽油機(jī)工作原理吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程燃料在汽缸中燃燒時(shí)，，將存儲(chǔ)的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)楦邷馗邏旱娜細(xì)狻舱羝车膬?nèi)能，又通過(guò)燃?xì)狻舱羝惩苿?dòng)活塞做功，由內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。8吸氣沖程汽油和空氣進(jìn)氣門(mén)翻開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉。活塞由上端向下端運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門(mén)吸入氣缸。9壓縮沖程

進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫度升高。

將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能10做功沖程

在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能11排氣沖程燃燒后的廢氣進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)翻開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。12

汽油機(jī)工作時(shí)，四個(gè)沖程周而復(fù)始，然而只有第三個(gè)沖程是對(duì)外做功的，其余的三個(gè)沖程是輔助沖程，要靠裝在曲軸上的大飛輪的慣性來(lái)帶動(dòng)的。說(shuō)明：134、研究汽油機(jī)的工作原理：在表格中填寫(xiě)汽油機(jī)四沖程的特點(diǎn)沖程名稱(chēng)進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)活塞運(yùn)動(dòng)方向

作用有無(wú)能量的轉(zhuǎn)化吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程開(kāi)關(guān)向下吸入汽油和空氣無(wú)關(guān)關(guān)向上壓縮氣體

提高溫度關(guān)關(guān)向下高溫氣體膨脹推動(dòng)活塞做功關(guān)開(kāi)向上排出廢氣無(wú)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能轉(zhuǎn)化

為機(jī)械能14看一看，想一想：

一個(gè)工作循環(huán)里，活塞往返

次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)

周。

沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程是靠

來(lái)完成的。

兩兩做功飛輪的慣性15柴油機(jī)的構(gòu)造噴油嘴進(jìn)氣門(mén)活塞連桿排氣門(mén)氣缸曲軸16柴油機(jī)工作原理吸氣沖程

壓縮沖程

做功沖程

排氣沖程17做功沖程

在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。18想想議議：

汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過(guò)程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？19汽油機(jī)柴油機(jī)不同點(diǎn)燃料汽油柴油結(jié)構(gòu)火花塞噴油嘴吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合氣體吸入的是空氣壓縮沖程氣壓、溫度相對(duì)較低氣壓、溫度相對(duì)較高點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式相同點(diǎn)工作循環(huán)都有四個(gè)沖程能量轉(zhuǎn)化（1）壓縮沖程：機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（2）做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能活塞、曲軸運(yùn)動(dòng)每一個(gè)工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次。運(yùn)動(dòng)都需要外力優(yōu)缺點(diǎn)汽油機(jī)比柴油機(jī)輕巧，柴油機(jī)比汽油機(jī)效率高。但兩者都帶來(lái)了廢氣和噪聲污染。汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同表20內(nèi)燃機(jī)的啟動(dòng)

內(nèi)燃機(jī)不能自行啟動(dòng)。開(kāi)始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，以后內(nèi)燃機(jī)才能自己工作。內(nèi)燃機(jī)的應(yīng)用汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車(chē)、飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上面。汽油機(jī):柴油機(jī):柴油比較廉價(jià)，但柴油機(jī)比較笨重，主要用在載重汽車(chē)、拖拉機(jī)、坦克上面。212.

燃料的熱值

1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值。〔2〕單位：J/kg〔或J/m3〕焦耳每千克〔1〕定義：Q放

=qm〔3〕公式：質(zhì)量熱值22例題：把5kg40℃的水燒開(kāi)，需要完全燃燒多少kg的干木柴？〔干木柴的熱值為1.2×107J/kg，外界為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，并且燃料完全燃燒放出的熱量全部被水吸收〕Q吸=cm〔t-t0〕=4200J/(kg·0C)×5kg×600C=1.26×106J；Q放＝Q吸m=Q放/q=1.2×106J/(1.2×107解：23汽油機(jī)的效率：20~30%柴油機(jī)的效率：30~45%你認(rèn)為它們的效率比你想象的高？還是低？猜猜看：汽油機(jī)、柴油機(jī)的效率大約是多少？24思考：如何提高熱機(jī)的效率？1、盡量使燃料充分燃燒2、盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦3、機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑以減小摩擦。熱機(jī)的效率：用來(lái)做有用功的能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比25例題26穩(wěn)固練習(xí)：、汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程〔〕

A吸氣沖程B壓縮沖程C做功沖程D排氣沖程C27穩(wěn)固練習(xí)：、關(guān)于熱機(jī)的工作物質(zhì)，正確的選項(xiàng)是〔〕A熱機(jī)所使用的燃料就是工作物質(zhì)B汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作物質(zhì)都是高溫高壓燃?xì)釩熱機(jī)的工作物質(zhì)都是活塞D汽油機(jī)的工作物質(zhì)是汽油B28穩(wěn)固練習(xí)：3、為節(jié)約能源，需提高熱機(jī)的效率。以下措施中不能提高熱機(jī)效率的是〔〕A盡量使燃料充分燃燒B盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間C盡量減少?gòu)U氣帶走的熱量D盡量減少熱機(jī)部件間的摩擦B294、關(guān)于燃料的熱值正確的選項(xiàng)是〔〕A．燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān)B．燃料的熱值與燃料的種類(lèi)有關(guān)C．燃料的熱值與燃料的多少有關(guān)D．燃料的熱值與上面三個(gè)因素都有關(guān)解析：選B.熱值是燃料的一種特性，它的大小只與燃料的種類(lèi)有關(guān)，與燃料的燃燒程度、質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系.B305、下面說(shuō)法不正確的選項(xiàng)是〔〕A．燃料燃燒時(shí)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．人類(lèi)使用的能量絕大局部是從燃料的燃燒中獲得的C．lkg的某種燃料燃燒時(shí)放出的熱量叫做這種燃料的熱值D．提高燃料的利用率是節(jié)約能源的重要措施解析：選C.lkg的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量叫做這種燃料的熱值，必須加上“完全〞兩個(gè)字，故C錯(cuò).C316、以下提高熱機(jī)效率的方法中，不可行的是〔〕A．減少各種熱損失B．加潤(rùn)滑油減少機(jī)器各部件之間的摩擦C．充分利用廢氣的能量，如建熱電站D．采取少消耗總能量的方法解析：選D.提高熱機(jī)效率的方法是減少各種能量損失，充分利用燃料放出的能量，減小摩擦盡量少做額外功等.D32穩(wěn)固練習(xí)：7、以下交通工具中，常用汽油機(jī)作為動(dòng)力的是〔〕A輕型轎車(chē)B重型運(yùn)載卡車(chē)C手扶拖拉機(jī)D磁懸浮列車(chē)A33穩(wěn)固練習(xí)：8、一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，那么柴油機(jī)1s內(nèi)〔〕A完成30個(gè)沖程，做功30次B完成60個(gè)沖程，做功60次C完成60個(gè)沖程，做功15次D完成120個(gè)沖程，做功30次C341、如下圖是熱機(jī)的四個(gè)沖程，其中屬于做功沖程的是〔〕練習(xí)：ABCD2、汽油機(jī)工作過(guò)程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是〔〕A.吸氣沖程B.排氣沖程C.做功沖程D.壓縮沖程BD353、汽油機(jī)在壓縮沖程中，工作物質(zhì)被壓縮，氣缸中氣體的〔