天津市静海县大邱庄镇中学九年级物理《热机》课件

1、二、内能的利用：二、内能的利用： 1 1、直接加热物体、直接加热物体2 2、利用内能做功、利用内能做功二、内能的利用：二、内能的利用： 内能转化为机械能内能转化为机械能演示实验演示实验:现象现象:软木塞冲出软木塞冲出;管口有管口有“白气白气”产生产生.说明说明:水蒸汽对木塞做功水蒸汽对木塞做功,内能减少内能减少,它的温度它的温度下降下降,水蒸汽液化成小水珠水蒸汽液化成小水珠.工作时：内能转化为机械能工作时：内能转化为机械能应用：热机应用：热机一、内能的利用：一、内能的利用： 3 3、热机、热机将内能转化为机械能的机器将内能转化为机械能的机器热机的种类热机的种类蒸气机、内燃机、汽轮机、蒸气机、内

2、燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等喷气发动机、火箭等蒸汽机蒸汽机火车汽轮机汽轮机内燃机内燃机内燃机内燃机飞机上的喷气发动机飞机上的喷气发动机火箭上的喷气发动机种类种类汽油机汽油机柴油机柴油机二、二、内燃机种类内燃机种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机汽油机结构图汽油机结构图火花塞火花塞活塞活塞排气门排气门进气门进气门汽缸汽缸连杆连杆曲轴曲轴汽油机和柴油机：汽油机和柴油机：构造：对实物说明；区别：汽油机有火构造：对实物说明；区别：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；花塞，柴油机有喷油嘴；原理：让燃料在气缸内燃烧产生高温高原理：让燃料在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞来做功。压的燃

3、气来推动活塞来做功。吸入气缸工作物质：汽油机的是空气和吸入气缸工作物质：汽油机的是空气和汽油的混合物。柴油机的是纯空气、汽油的混合物。柴油机的是纯空气、吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程请简述其过程请简述其过程？课本课本 进气门打进气门打开，排气开，排气门关闭，门关闭，活塞由上活塞由上端向下运端向下运动，汽油动，汽油和空气组和空气组成的燃料成的燃料混合物从混合物从进气门吸进气门吸入气缸。入气缸。1 吸气冲程吸气冲程进气门和排进气门和排气门都关闭，气门都关闭，活塞向上运活塞向上运动，燃料混动，燃料混合物被压缩，合物被压缩，压强增大，压强增大，温度升高。温度升高

4、。2 压缩冲程压缩冲程在压缩冲程未在压缩冲程未尾，火花塞产尾，火花塞产生电火花，使生电火花，使燃料猛烈燃烧，燃料猛烈燃烧，产生高温高压产生高温高压的燃气。高温的燃气。高温高压燃气推动高压燃气推动活塞向下运动，活塞向下运动，并通过连杆带并通过连杆带动曲轴转动。动曲轴转动。3 做功冲程做功冲程进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，排气门打开，活塞向上运活塞向上运动，把废气动，把废气排出气缸。排出气缸。4 排气冲程排气冲程汽车在开动前，是如何使内燃机汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？起动的？答：答：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消

5、耗机械能来帮助内燃机完过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就

6、可连续工作下去了。燃机就可连续工作下去了。二、燃料及其热值二、燃料及其热值 燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变为内能。相同质量的不同燃放，转变为内能。相同质量的不同燃料燃烧放出的热量是不同的。料燃烧放出的热量是不同的。热值热值：指单位质量的某种物质完全燃：指单位质量的某种物质完全燃 烧所放出的热量。其符号是烧所放出的热量。其符号是q。热值单位：热值单位：J/kg, (J/m3)三、燃料的热值：三、燃料的热值： (7.18.8) 10 /(Jm )10 /(Jm )天然气天然气3.010 /(Jkg

7、 )10 /(Jkg )酒精酒精约约3.910 /(Jkg )10 /(Jkg )煤气煤气3.410 /(Jkg )10 /(Jkg )木炭木炭1.410 /(Jkg )10 /(Jkg )氢氢3.010 /(Jkg )10 /(Jkg )焦炭焦炭4.610 /(Jkg )10 /(Jkg )汽油汽油约约3.410 10 /(Jkg )/(Jkg )无烟煤无烟煤4.610 /(Jkg )10 /(Jkg )煤油煤油约约2.910 10 /(Jkg )/(Jkg )烟煤烟煤3.310 /(Jkg )10 /(Jkg )柴油柴油约约1.210 10 /(Jkg )/(Jkg )干干木柴木柴7777

8、77777877-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-3-3热值单位：热值单位：J/kg, (J/m3)一些燃料的热值一些燃料的热值。木炭木炭: 3.4107J/kg物理意义物理意义:1千克木炭完全燃烧时放出千克木炭完全燃烧时放出的热量是的热量是3.4107J煤气煤气: 3.9107J/m3物理意义物理意义:1立方米煤气完全燃烧时放立方米煤气完全燃烧时放出的热量是出的热量是3.9107J三、燃料的热值：三、燃料的热值：6、燃料燃烧放热计算：、燃料燃烧放热计算： 小明某次用火炉烧水时，共消耗了小明某次用火炉烧水时，共消耗了1.5kg的烟的烟 煤，试计算这些烟煤完全燃烧放出多少焦的煤，试计算这

9、些烟煤完全燃烧放出多少焦的 热量（烟煤的热值热量（烟煤的热值q=2.7107J/kg)?解：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107J答：这些煤完全燃烧放出的热量为答：这些煤完全燃烧放出的热量为4.05107JQ=mq用家用燃气热水器烧水洗澡，假如用家用燃气热水器烧水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然气洗一次澡要用掉天然气0.14米米3.问问:完全燃烧这么多的天然气能放出完全燃烧这么多的天然气能放出多少焦的热量？多少焦的热量？(q=8107焦耳焦耳/米米3)四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 思考：思考： 上例中小明烧水用了上例中小明烧水用了1.5kg的烟煤，这些煤的烟煤，这

10、些煤 完全燃烧放出的热量为完全燃烧放出的热量为4.05107J，实际放，实际放 出的热量是出的热量是4.05107J吗？为什么？水实际吗？为什么？水实际 吸收的热量呢？吸收的热量呢？水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。水实际吸收的热量，称为有效利用的热量。四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 1、炉子的效率：、炉子的效率： 有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完有效利用的热量（水吸收的热量）与燃料完 全燃烧放出的热量之比。全燃烧放出的热量之比。公式：公式：=Q吸吸Q放放=cmtmq热机效率：用来做有用功的那部分能热机效率：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。量与燃料完全燃烧

11、放出的能量之比。蒸气机效率最低：蒸气机效率最低：6%15%；汽油机效率：汽油机效率：20%30%；柴油机效率：柴油机效率：30%45%。废气带废气带走走机件发机件发热散失热散失机件摩机件摩擦损失擦损失燃料燃烧燃料燃烧产生能量产生能量在热机的在热机的各种能量各种能量的损失中的损失中, ,废气带走废气带走的能量最的能量最多多. .设法利用热机废气的设法利用热机废气的能量，是提高燃料利能量，是提高燃料利用率的重要措施。用率的重要措施。做有做有用功用功燃烧燃烧不完不完全全四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 2、提高燃料利用率，节约能源、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）使

12、煤充分燃烧：将煤磨成煤粒，加大 送风量。送风量。2）加大受热面积，减少烟气带走的热量：）加大受热面积，减少烟气带走的热量：四、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：提高热机效率的途径和节能方法：（l l）尽可能减少各种热损失，如保证良好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；的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量；(2)(2)充分利用废气的能量，提高燃料的利用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，燃料的利供热的热电站，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。用率大大提高。 计算计算: 1. 完全燃烧完全燃烧15千克热值是千克热值是 3.4107焦焦耳耳/千克的木炭，能产生多少热量？千克的木炭，能产生多少热量？7想要获得这些热量想要获得这些热量,需要完全燃烧需要完全燃烧多少千克氢气多少千克氢气?(q氢氢=1.4 108焦耳焦耳/千克千克)3.把把5kg、40的水烧开，需要完的水烧开，需要完全燃烧多少全燃烧多少kg的干木柴？的干木柴？（已知干木柴的燃烧值为（已知干木柴的燃烧值为1.2107J/kg，外，外界