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1、第十四章 内能的利用 第 1 节 热机 1、内能的利用方式: 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。 利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能 2、热机是利用内能做功的机械 3、内燃机分为汽油机和柴油机两大类 4、活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程 5、多数汽油机是由 吸气 、 压缩 、 做功 、排气 四个冲程的不断循环来保证连续工作, 一个工作循环,曲轴和飞轮转动 2 周,活塞往复 2 次,对外做功 1 次。 6、吸气冲程:进气阀门打开,排气阀门关闭,活塞向下运动, 压缩冲程:进气阀门,排气阀门都关闭。活塞向上运动。机械能转化为内能 做
2、功冲程:进气阀门,排气阀门都关闭。火花塞点火。活塞向下运动。内能转化为机械能。 (只有做功冲程对外做功) 排气冲程:进气阀门关闭,排气阀门打开。活塞向上运动。排除废气 7、汽油机和柴油机的区别:汽油机气缸顶部有火花塞,柴油机气缸顶部有喷油嘴;汽油机吸 气冲程吸入的是汽油与空气的混合物,柴油机吸气冲程只吸入空气;汽油机点火方式为点燃 式,柴油机点火方式压燃式;汽油机的效率低,柴油机效率高;汽油机机体较轻,柴油机机 体较重。 第 2 节 热机的效率 1、热值: 概念:我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫做这种燃料的热值。 大小:热值在数值上等于 1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量,
3、热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中,热量的单位是焦耳, 质量的单位是千克,则热值的单位是焦每千克,符号是 J/kg。 公式:q=Q放/m(或 q=Q 放/V 一般用于气体燃料) (其中 m 为燃料的质量,V 为燃料的体 积,q 为燃料的热值) 公式变形:Q放=m q(或 Q 放= Vq) m= Q放/q 热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关 煤气的热值约为 3.9107J/m3,物理意义为:体积为 1m3的煤气完全燃烧放出的热量为 3.9107J。 焦炭的热值 3.0107J/kg,物理意义为:质量为 1 kg 的煤气完全燃烧放
4、出的热量为 3.0107J。 2、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,叫做热机的效率,公式: =w有/Q放100% 3、在热机的能量损失中,废气带走的能量最多 第 3 节 能量的转化和守恒 1、摩擦生热,机械能转化为内能;发电机发电,机械能转化为电能;电动机转动,电能转化 为机械能;光合作用,光能转化为化学能;燃料燃烧,化学能转化为内能 2、能量守恒定律: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其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。 3、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体,小到原子核,也无论是物 理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题,所有能量转化的过程,都遵从能量守 恒定律 4、永动机永远不可能实现,因为它违背了能量守恒定律