机械能与内能的相互转化

1、12.4 机械能与内能机械能与内能 的相互转化的相互转化 第十二章第十二章 机械能和内能机械能和内能高低大热传递空气压缩引火仪压缩空气的体积，活塞对空气做功，空气的内能变_反复弯折铁丝反复弯折铁丝，手对铁丝做功，铁丝的内能变_大n对物体做功，物体内能变_，对物体做的功越多，物体内能增加越 。n在做功的过程中，_能转化成_能机械内大大一、做功改变物体内能的另一种方式多此过程人的机械能变_，_能转化为_能好烫！钻木取火是通过_的方式改变物体内能的小机械内做功议一议汽车高速行驶，轮胎温度升得很高，内能变 ，以至于爆胎， 能转化为 能。大机械内演示点火爆炸（1 1）你观察到什么现象？）你观察到什么现象

2、？ （2 2）是谁对它做了功？）是谁对它做了功？ （3 3）燃气具有的是什么能？）燃气具有的是什么能？（4 4）该实验中能量如何转化？）该实验中能量如何转化？物体对外界做功，物体内能如何变化？在此过程中,燃气膨胀对外做功，燃气内能_,转化为瓶盖的_能减小机械议一议：还有哪些事例说明内能转化为机械能？改变物体内能的另一种方式:做功实质:内能和机械能（其他形式的能）的相互转化对物体做功 内能增大 机械能转化为内能物体对外做功 内能减小 内能转化为机械能内能转化的量度：做多少功做功的实质：做功的实质：热传递的实质：热传递的实质：是内能的转移是内能的转移. .是内能的转化。是内能的转化。改变物体内能的

3、两种方式改变物体内能的两种方式 和和 。做功做功热传递热传递 表明：做功和热传递在改变内能上是表明：做功和热传递在改变内能上是等效等效的。的。思考：思考：如果仅凭铁丝温度升高、内能增大这一如果仅凭铁丝温度升高、内能增大这一 现象，能否断定是通过热传递方式还是做功方现象，能否断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的？式来实现的？内能改变多少的量度：内能改变多少的量度：内能改变多少的量度：内能改变多少的量度：吸收或放出的热量多少吸收或放出的热量多少做功的多少做功的多少原理：排气门进气门火花塞气缸活塞连杆曲轴汽油机实物图二、热机四汽油机工作时,活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另一端的过

4、程叫做冲程.上下是一个冲程下上也是一个冲程1.吸气冲程 进气门打开 排气门关闭 活塞向下运动 燃料和空气的混合气体吸入气缸2.压缩冲程 进气门关闭 排气门关闭 活塞向上运动 压缩燃料混合气体，温度_，内能变_，_能转化成_能3.做功冲程 活塞到顶时，火花塞打火 混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气 推动活塞向下运动 燃气对活塞做功， _能转化为_能4.排气冲程 进气门关闭 排气门打开 活塞向上运动 将废气排出气缸一个工作循环结束，进入下一个工作循环想一想：飞轮的惯性飞轮在汽油机（柴油机）的四冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，那么其他3个辅助冲程是靠什么完成的？ 对外做功 次，是 冲程。做功冲

5、程是依靠燃气的推动做功来完成，其它做功冲程是依靠燃气的推动做功来完成，其它3个辅助冲程是依靠是依靠 惯性来完成。惯性来完成。飞轮飞轮 对外做对外做1 1次功次功一一个工作循环个工作循环 曲轴、飞轮转曲轴、飞轮转2 2圈圈 活塞往复活塞往复2 2次次 4 4个冲程个冲程2.2.某单缸四冲程汽油机飞轮转速为某单缸四冲程汽油机飞轮转速为1800r/min1800r/min，则在，则在1s1s内曲轴转内曲轴转 圈，活塞往复圈，活塞往复 次，有次，有 个工个工作循环，活塞对外做作循环，活塞对外做 次功，有次功，有 个冲程，。个冲程，。3030圈圈？15151515606030303030飞轮飞轮1s1s

6、内转内转 你知道吗？常用的内燃机有常用的内燃机有汽油机汽油机和和柴油机柴油机汽油机：轻巧汽油机：轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械，常用在汽车、飞机和小型农业机械上（如插秧机、机动喷雾器等）；上（如插秧机、机动喷雾器等）；柴油机：柴油机：结构与汽油机类似，结构与汽油机类似，功率大功率大，效率高效率高，广，广泛应用于载重汽车、拖拉机、坦克和轮船上。泛应用于载重汽车、拖拉机、坦克和轮船上。吸气冲程吸入吸气冲程吸入燃料和空气燃料和空气的混合气体，的混合气体，火花塞火花塞在压在压缩冲程结束时，做功冲程开始前对汽缸内的燃料混缩冲程结束时，做功冲程开始前对汽缸内的燃料混合气体合气体点火点火。吸气冲程吸入

7、吸气冲程吸入空气空气，压缩冲程结束时，压缩冲程结束时，喷油嘴喷油嘴向汽向汽缸内喷入雾化的缸内喷入雾化的柴油柴油，与高温的空气混合而燃烧。，与高温的空气混合而燃烧。热热机机的的发发展展历历程程涡涡轮轮喷喷气气发发动动机机蒸汽三轮汽车蒸汽三轮汽车老式的蒸汽火车老式的蒸汽火车火火箭箭发发动动机机煤气、天然气煤气、天然气 等等液体燃料液体燃料讨论：例举一下生活中烧水的燃料？讨论：例举一下生活中烧水的燃料？草木、煤炭等草木、煤炭等石油、酒精、汽油等石油、酒精、汽油等固体燃料固体燃料气体燃料气体燃料思考：燃料燃烧放出的热量可能与什么因素有关？思考：燃料燃烧放出的热量可能与什么因素有关？a、燃料的质量；、燃

8、料的质量；b、燃料燃烧的程度；、燃料燃烧的程度；完全燃烧完全燃烧 就是燃料全部烧尽的意思。就是燃料全部烧尽的意思。c、燃料的种类。、燃料的种类。三、燃料的热值1、活动：、活动：比比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量 碎纸片、酒精碎纸片、酒精方法：方法： 燃烧相同的质量的碎纸片和酒精，燃烧相同的质量的碎纸片和酒精，比较加热比较加热质量相同的水升高的温度。质量相同的水升高的温度。实验表明：实验表明：质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是般是 的。的。反映了不同燃料燃烧放热的本领。反映了不同燃料燃烧放热的

9、本领。不相同不相同2 2、热值（、热值（q q） 燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比。燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比。（即即： 1 1千克的某种燃料在千克的某种燃料在 完全燃烧完全燃烧 时所放出时所放出的热量。）的热量。）叫做这种燃料的热值。叫做这种燃料的热值。3 3、单位：、单位：焦焦/千克千克 （J / Kg）表示的物理意义是：表示的物理意义是：1 1千克的柴油完全燃烧时放出的热量为千克的柴油完全燃烧时放出的热量为 3.3 3.3 10 107 7焦焦 。q q柴油柴油= 3.3X107J/kg对于气体燃料常用：焦对于气体燃料常用：焦/米米3（J /m3）煤油煤油 4.6X10

10、7木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107无烟煤无烟煤 3.4X107氢气氢气 14.3X107石油石油 4.4X107焦炭焦炭 3.0X107天然气天然气 4.4X107柴油柴油 3.3X107烟煤烟煤 2.9X107煤气煤气 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107气体气体液体液体固体固体常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单位：J/kg） 热值燃料的一种物理属性。只与燃料的种类有关，与燃热值燃料的一种物理属性。只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积、是否完全燃烧无关。料的质量、体积、是否完全燃烧无关。Q放放= m q（或（或Q放放= Vq） 例题：1、500 g 500 g 的汽油完全燃烧时，可以放出多少热量？的汽油完全燃烧时，可以放出多少热量？2、完全燃烧完全燃烧1010千克的焦碳所放出的热量相当于完全千克的焦碳所放出的热量相当于完全燃烧多少千克的干木材放出的热量？燃烧多少千克的干木材放出的热量？4 4、燃料完全燃烧放热计算公式：、燃料完全燃烧放热计算公式：5、影、影响燃料的有效利用因素响燃料的有效利用因素:例如：用锅炉来烧水例如：用锅炉来烧水1、供氧不足，造成燃料不、供氧不足，造成燃料不 能做到完全燃烧。能做到完全燃烧。2、炉壁会传走一部分热量。、炉壁会传走一部分热量。3、一部分热量传递给水。、一部分热量传递给水。