第十四章内能的利用知识点总结.doc

第十四章 内能的利用知识点总结
第1节 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（如煮饭烧菜）；2、利用内能做功（如各种热机）
三、热机的种类：蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机
热机的工作原理：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
四、内燃机的含义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机
内燃机的分类：汽油机、柴油机
五、汽油机
1、一个冲程: 活塞由汽缸的一端运动到另一端的过程
多数内燃机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的
2、汽油机的构造及工作原理：
（1）构造：
（2）工作原理：
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸
做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴运转，对外做功
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽油和空气的混合物被压缩
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸

（3）能量的转化：压缩冲程：活塞对混合物做功，活塞的机械能转化为混合物的内能；
做功冲程：高温高压气体对活塞做功，气体的内能转化为活塞的机械能；
（4）动力的获得:只在做功冲程获得动力，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成
3、汽油机和柴油机的点燃方式的区别：
汽油机（点燃式）：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。
柴油机（压燃式）：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。
1、 汽油机和柴油机的相同点：
（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。
5、汽油机和柴油机的不同点

第2节 热机的效率
一、燃料的热值
（1）表示：不同燃料在燃烧时将化学能转变成内能的本领大小
（2）定义：单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值
（3）热值的符号：q
（3）单位：焦/千克，符号为J / ㎏
（4）意义：汽油的热值是4.6×107J/kg，其意义是1 kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J
（5）注意：燃料的热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧状况等无关。
（6）应用：火箭常用液态氢燃料是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。
二、燃料燃烧的放热公式： 燃烧固体或液体燃料放出的热量：Q放=qm
燃烧固体或液体燃料放出的热量：Q放=qv
(Q---燃料燃烧的放出的热量，q---燃料的热值，m---燃料的质量，v---燃料的体积)
三、炉子的效率：
1、定义：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。
2、公式：
3、提高燃料利用率的方法：1）使燃料充分燃烧：如将煤磨成煤粒，加大送风量
2）加大受热面积，减少烟气带走的热量
四、热机的效率：
1、定义：热机中用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率。
100%
2、公式：
其中:有用功的计算:可用W有用=FS，或W有用=Pt
燃料完全燃烧放出的能量:Q=qm
3、几种热机的效率：蒸气机的效率：6 ﹪～15 ﹪；汽油机的效率：20﹪～30﹪ ；柴油机的效率：30﹪～ 45﹪
4、热机能量损失的原因：燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、克服摩擦做功而消耗的能量、废气带走的热量 （这个是主要的）
5、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。

第3节 能量的转化和守恒
1、 各种形式的能量间可以发生相互转化
植物进行光合作用 光能转化为化学能
燃烧燃料 化学能转化为内能
白炽灯发光 电能转化为光能和内能
电饭锅煮饭 电能转化为内能
电风扇转动 电能转化为机械能
发电机发电 机械能转化为电能
太阳能电池板 太阳能转化为电能
太阳能热水器 太阳能转化为内能
从滑梯上滑下来臀部会烫 机械能转化为内能
钻木取火 机械能转化为内能
陨石跟大气摩擦升温变流星 机械能转化为内能
2、 能量守恒定律
1） 内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2） 注意：A、能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
B、大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题，还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律
C、从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。
3、永动机
v 1）、含义：不需要动力就能源源不断地对外做功的机器
v 2）、不可能制造出永动机，因为永动机违反了能量守恒定律