2.內(nèi)能和熱量 (2)

1、內(nèi)能的利用 熱機(jī)第三章九年義務(wù)教育三年制初中物理第二冊(cè)內(nèi)能的利用 熱機(jī)定義：1千克某種燃料完全燃燒 放出 的熱量，叫做這種燃料的熱值。單位：焦/千克（J/kg）燃料的熱值利用內(nèi)能直接加熱物理意義：?jiǎn)挝毁|(zhì)量燃料完全燃燒過(guò)程中釋放 熱量本領(lǐng)大小的。利用內(nèi)能做功內(nèi)能利用熱機(jī)內(nèi)燃機(jī) 汽油機(jī)柴油機(jī)構(gòu)造火箭內(nèi)能利用及熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)工作原理構(gòu)造工作原理知識(shí)結(jié)構(gòu)一、燃料極其熱值 右圖表示一個(gè)四口人之家使用某種燃料時(shí)的月消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的.為什么？一、燃料極其熱值 1.燃料的熱值：熱值是燃料的特性，不是所有物質(zhì)都具有的特性。它反映的是燃料燃燒過(guò)程中所釋放熱量本來(lái)大小的物理量。 燃料熱值的意

2、義：表示相同質(zhì)量的燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量不同。有效利用燃料，提高燃料的利用率。內(nèi)能的利用利用內(nèi)能來(lái)加熱利用內(nèi)能來(lái)做功幾種燃料的熱值（焦/千克） 氫1.4 108 汽油4.6 107 酒精3.0107 柴油3.3 107 煤氣（約）3.9 107 煤油4.6 107 天然氣7.18.8 107 煙煤（約）2.9 107 無(wú)煙煤（約）3.4 107 焦炭3.0 107 木炭3.4 107 干木柴（約）1.2 107 （Jm-3 ） （Jm-3 ） 2.有效利用燃料 爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫做爐子的效率。 提高鍋爐的效率和燃料的利用率的措施：1.把煤磨成煤粉，用空氣吹進(jìn)爐

3、膛，可以燃燒得比較完全。2.不燒煤粉而燒煤粒，加大送風(fēng)量，把煤粒在爐膛里吹起來(lái)燃燒，可以燃燒得更充分。3.用各種辦法加大受熱面，可以減少煙氣帶走的熱量。二、內(nèi)能的利用1.利用內(nèi)能來(lái)加熱 內(nèi)能的一個(gè)重要應(yīng)用就是直接用它來(lái)加熱物體。 各家各戶都自己生火爐來(lái)取暖，不但效率低，能源消耗大，而且排出的廢氣還會(huì)污染環(huán)境。二、內(nèi)能的利用 采用暖氣設(shè)備，用鍋爐來(lái)產(chǎn)生熱水或水蒸汽，給各家各戶的散熱片供熱，就可以既提高效率，又改善環(huán)境衛(wèi)生。問(wèn)題思考： 目前大多數(shù)現(xiàn)代化的交通工具仍然是依靠熱機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能來(lái)工作的，現(xiàn)代化的火電站、熱電站也同樣是靠熱機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，然后帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。 怎樣利用內(nèi)能來(lái)做功

4、呢？2.利用內(nèi)能來(lái)做功 燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣，水蒸氣把塞子沖出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能。實(shí)驗(yàn)：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能三、內(nèi)燃機(jī)利用內(nèi)能來(lái)做功的機(jī)器叫熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種。 內(nèi)燃機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)利用汽油作燃料的機(jī)器。利用柴油作燃料的機(jī)器。1、汽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)進(jìn)氣門進(jìn)氣門進(jìn)氣門活塞活塞活塞氣缸氣缸氣缸火花塞火花塞火花塞排氣門排氣門排氣門連桿連桿連桿曲軸曲軸曲軸2、汽油機(jī)的工作過(guò)程 汽油機(jī)是在氣缸內(nèi)燃燒汽油，生成高溫高壓的燃?xì)?，使燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功。汽油機(jī)是利用四個(gè)沖程循環(huán)工作的。吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程開機(jī)關(guān)機(jī) 3熱機(jī)的工作原理吸氣沖程 在吸氣沖程中，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，

5、活塞由上端向下運(yùn)動(dòng)，此時(shí)，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸。壓縮沖程 進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞由下向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，混合氣體的壓強(qiáng)增大，溫度升高。做功沖程 在壓縮沖程末尾時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓邷馗邏旱娜細(xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。排氣沖程 進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞由下向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸?；钊窒蛳逻\(yùn)動(dòng)，開始下一個(gè)工作循環(huán)。 汽油機(jī)的四個(gè)沖程中只有做功沖程對(duì)活塞做功，其它三個(gè)沖程要靠飛輪的慣性來(lái)完成。汽油機(jī)完成四個(gè)沖程叫一個(gè)工作循環(huán)，完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)二周，對(duì)外做功一次。 重點(diǎn)難點(diǎn)解析柴油機(jī)和汽油機(jī)的相同

6、點(diǎn)：1、基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。重點(diǎn)難點(diǎn)解析2、每個(gè)工作循環(huán)都一樣，由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。3、四個(gè)沖程中，只有做功沖程對(duì)外做功。4、在一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，飛輪轉(zhuǎn)兩圈，做功一次。柴油機(jī)和汽油機(jī)的不同點(diǎn)：1、構(gòu)造：柴油機(jī)的氣缸頂部沒(méi)有火花塞，而是一個(gè)噴油嘴。重點(diǎn)難點(diǎn)解析2、吸入物質(zhì)：汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的燃料混合物，而柴油機(jī)吸入的是空氣。3、點(diǎn)火方式：點(diǎn)火方式不同，汽油機(jī)為點(diǎn)燃式，柴油機(jī)為壓燃式。4、效率：柴油機(jī)比汽油機(jī)的效率高。 火箭起源于中國(guó)，是我國(guó)古代重大發(fā)明之一。四、火箭 我國(guó)宋代發(fā)明的火箭如圖。它的構(gòu)造是在鳥模型上扎幾個(gè)火藥筒，筒的前端是

7、封閉的，點(diǎn)燃火藥時(shí)，火藥燃燒生成的燃?xì)庖院艽蟮乃俣认蚝髧姵?，“鳥”就向前飛出。 現(xiàn)代火箭原理同古代火箭相同，但構(gòu)造要復(fù)雜得很多。四、火箭 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，燃料在氧化劑的作用下在燃燒室里燃燒，產(chǎn)生高溫燃?xì)猓細(xì)馔ㄟ^(guò)噴管向后高速噴出，對(duì)火箭產(chǎn)生推力，把火箭發(fā)射出去。現(xiàn)代火箭除了單級(jí)火箭外，還出現(xiàn)了多級(jí)火箭。五熱機(jī)效率 用來(lái)做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)效率。廢氣內(nèi)能散熱損失機(jī)械損失有用機(jī)械能高溫高壓 燃?xì)馊剂贤耆紵懦龅哪芰刻岣邿釞C(jī)效率的途徑 1、熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。如：兩輛排量相同的小汽車，以相同的速度行駛相同的路程，耗油少的那輛，汽油機(jī)的效率高，

8、性能好。 2、在設(shè)計(jì)和制造上，要不斷改進(jìn)和革新，以減少各種能量損失，提高效率。在使用上要正確使用，注意保養(yǎng)。在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要措施。六、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人們獲得大量?jī)?nèi)能，給人類文明帶來(lái)進(jìn)步。同時(shí)也造成環(huán)境污染，給人們帶來(lái)危害。 造成污染的主要物質(zhì)有：燃料里含有雜質(zhì)，致使燃燒生成的氣體中含有二氧化硫、氮氧化物等，燃燒不完全還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳和粉塵。 工業(yè)企業(yè)、交通運(yùn)輸工具，家庭爐灶和取暖設(shè)備，它們排放的煙塵是大氣污染的主要來(lái)源。六、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 保護(hù)環(huán)境的有效方法：改進(jìn)燃燒設(shè)備，加裝消煙除塵裝置，采取集中供熱，普及煤氣和天然氣的使用。效率10% 20%效率可達(dá)50% 六、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護(hù) 全世界因使用燃料，每年排入大氣中的有害物質(zhì)，包括粉塵、二氧化硫等，達(dá)幾億噸之多！ 大氣污染不但直接有害人體健康，而且還會(huì)影響植物的生長(zhǎng)，甚至影響全球的