九年级物理_第十四章第一节：热机课件_新人教版.ppt

热机,一、内能的获得：,通过燃料的燃烧，将燃料内部的化学能转化为内能。,二、内能的利用：,1、直接加热物体,2、利用内能做功,二、内能的利用：,内能转化为机械能,燃料燃烧将化学能转化为内能，又通过做功将内能转化为机械能,演示实验:P135：现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生.说明:水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠.工作时：内能转化为机械能应用：热机,1、热机：能够将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化成机械能的机器2、原理：化学能 内能 机械能3、分类：,热机,外燃机,内燃机,汽油机,柴油机,燃烧,做功,热机的种类,蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等,蒸汽机,蒸汽机火车,汽轮机,内燃机,内燃机,飞机上的空气喷气发动机,火箭上的火箭喷气发动机,三、内燃机种类,(1)汽油机,(2)柴油机,当活塞由汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程,1、汽油机工作原理,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,吸气冲程,汽油和空气,进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料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，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。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，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。,排气冲程,燃烧后的废气,进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。,2、柴油机的构造,喷油嘴,进气门,活塞,连杆,排气门,气缸,曲轴,火花塞,在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。,在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。,点火方式：压燃式,点火方式：引燃式,柴油机,汽油机,1基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。,相同点,3.内燃机的启动,内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。,不同点,1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。,汽油机的效率：2030%,柴油机的效率：3045%,六、热机效率：,一单缸四冲程汽油机转速1200r/min则每秒钟完成多少个冲程？做功多少次？,三、燃料的热值：,2、燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。,1、燃料的种类很多，可分为固体燃料、液体燃料和气体燃料。,三、燃料的热值：,3、燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。,4、热值的单位：J/kg,5、热值的符号：q,(J/m3),燃料的热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧无关,木炭:3.4107J/kg物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4107J煤气:3.9107J/m3物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放出的热量是3.9107J,燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq,燃料完全燃烧放出的热量Q放=vq,三、燃料的热值：,一些燃料的热值,三、燃料的热值：,燃料燃烧放热计算：例一、小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的热量（烟煤的热值q=2.7107J/kg)?,解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg=4.05107J,答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05107J,Q=mq,例2、用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气0.14m3.问:完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？(q=8107焦耳/米3),Q=vq(气体燃料）,练习:1.完全燃烧15千克热值是 3.4107J/Kg的木炭，能产生多少热量？,想要获得这些热量,需要完全燃烧多少千克氢气?(q氢=1.4 108J/Kg),例题3、把5kg40的水烧开，水需要吸收多少热量？需要完全燃烧多少kg的干木柴？（干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，燃料完全燃烧放出的全部被水吸收）解：,Q吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C=1.26 106J；Q放Q吸m1=Q放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg,四、燃料的利用率：,上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤 完全燃烧放出的热量为4.05107J，实际放 出的热量是4.05107J吗？为什么？水实际 吸收的热量呢？,水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。,四、燃料的利用率：,1、炉子的效率：有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完 全燃烧放出的热量之比。,例题4、把10kg40的水烧开，需要完全燃烧多少kg的干木柴？（已知干木柴的热值为1.2107J/kg，外界为标准大气压，并且燃料完全燃烧放出的热量有50被水吸收）,四、燃料的利用率：,2、提高燃料利用率，节约能源,1）使煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大 送风量。,2）加大受热面积，减少烟气带走的热量：,四、燃料的利用率：,3、热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机的效率。,燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。,四、燃料的利用率：,提高热机效率的途径和节能方法：（l）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用率，如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。,课堂练习：,1，如图1表示内燃机工作循环中的一个冲程，从气门的启闭和活塞的运动可判断这是 冲程。,吸气,3，对于四冲程的柴油机和汽油机，下列说法正确的是 A.第一冲程进入气缸里的都是燃料的混合物B.第二冲程末都需要点火，燃料才能燃烧C.第三冲程都是燃气推动活塞做功D.第四冲程都是将废气排出,C,D,