九年級物理全冊 14.1 熱機（第7課時）課件 （新版）新人教版.ppt

熱機 一 內(nèi)能的獲得 通過燃料的燃燒 將燃料內(nèi)部的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 二 內(nèi)能的利用 1 直接加熱物體 2 利用內(nèi)能做功 二 內(nèi)能的利用 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 燃料燃燒將化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 又通過做功將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 演示實驗 p135 現(xiàn)象 軟木塞沖出 管口有 白氣 產(chǎn)生 說明 水蒸汽對木塞做功 內(nèi)能減少 它的溫度下降 水蒸汽液化成小水珠 工作時 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能應(yīng)用 熱機 1 熱機 能夠?qū)⑷剂系幕瘜W能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 又通過做功 把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器2 原理 化學能內(nèi)能機械能3 分類 熱機 外燃機 內(nèi)燃機 汽油機 柴油機 燃燒 做功 熱機的種類 蒸氣機 內(nèi)燃機 汽輪機 噴氣發(fā)動機 火箭等 蒸汽機 蒸汽機火車 汽輪機 內(nèi)燃機 內(nèi)燃機 飛機上的空氣噴氣發(fā)動機 火箭上的火箭噴氣發(fā)動機 三 內(nèi)燃機種類 1 汽油機 2 柴油機 當活塞由汽缸的一端運動到另一端的過程 叫做一個沖程 1 汽油機工作原理 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程 吸氣沖程 汽油和空氣 進氣門打開 排氣門關(guān)閉 活塞由上端向下端運動 汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸 壓縮沖程 進氣門和排氣門都關(guān)閉 活塞向上運動 燃料混合物被壓縮 壓強增大 溫度升高 機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 做功沖程 在壓縮沖程末尾 火花塞產(chǎn)生電火花 使燃料猛烈燃燒 產(chǎn)生高溫高壓的燃氣 推動活塞向下運動 并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 排氣沖程 燃燒后的廢氣 進氣門關(guān)閉 排氣門打開 活塞向上運動 把廢氣排出氣缸 2 柴油機的構(gòu)造 噴油嘴 進氣門 活塞 連桿 排氣門 氣缸 曲軸 火花塞 在壓縮沖程末尾 火花塞產(chǎn)生電火花 使燃料猛烈燃燒 產(chǎn)生高溫高壓的燃氣 推動活塞向下運動 并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動 在壓縮沖程末 從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒 產(chǎn)生高溫高壓的燃氣 推動活塞向下運動 并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動 點火方式 壓燃式 點火方式 引燃式 柴油機 汽油機 1 基本構(gòu)造和主要部件的作用相似 2 每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程 3 四個沖程中 只有做功沖程對外做功 其余三個沖程靠飛輪慣性完成 4 一個工作沖程中 活塞往復兩次 飛輪轉(zhuǎn)動兩周 做功一次 相同點 3 內(nèi)燃機的啟動 內(nèi)燃機不能自行啟動 開始運轉(zhuǎn)時 要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來 由曲軸通過連桿帶動活塞運動 以后內(nèi)燃機才能自己工作 不同點 1 構(gòu)造不同 汽油機氣缸頂有火花塞 而柴油機氣缸頂部有噴油嘴 2 燃料不同 汽油機的燃料是汽油 而柴油機的燃料是柴油 3 吸氣不同 汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體 柴油機只吸進空氣 4 點火不同 汽油機屬點燃式點火 柴油機屬壓燃式點火 汽油機的效率 20 30 柴油機的效率 30 45 六 熱機效率 一單缸四沖程汽油機轉(zhuǎn)速1200r min則每秒鐘完成多少個沖程 做功多少次 三 燃料的熱值 2 燃燒相同質(zhì)量的不同燃料 放出的熱量不同 1 燃料的種類很多 可分為固體燃料 液體燃料和氣體燃料 三 燃料的熱值 3 燃料的熱值 1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量 叫做這種燃料的熱值 4 熱值的單位 j kg 5 熱值的符號 q j m3 燃料的熱值只與燃料的種類有關(guān) 與燃料的質(zhì)量 是否完全燃燒無關(guān) 木炭 3 4 107j kg物理意義 1千克木炭完全燃燒時放出的熱量是3 4 107j煤氣 3 9 107j m3物理意義 1立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是3 9 107j 燃料完全燃燒放出的熱量q放 mq 燃料完全燃燒放出的熱量q放 vq 三 燃料的熱值 一些燃料的熱值 三 燃料的熱值 燃料燃燒放熱計算 例一 小明某次用火爐燒水時 共消耗了1 5kg的煙煤 試計算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量 煙煤的熱值q 2 7 107j kg 解 q mq 1 5kg 2 7 107j kg 4 05 107j 答 這些煤完全燃燒放出的熱量為4 05 107j q mq 例2 用家用燃氣熱水器燒水洗澡 假如洗一次澡要用掉天然氣0 14m3 問 完全燃燒這么多的天然氣能放出多少焦的熱量 q 8 107焦耳 米3 q vq 氣體燃料 練習 1 完全燃燒15千克熱值是3 4 107j kg的木炭 能產(chǎn)生多少熱量 想要獲得這些熱量 需要完全燃燒多少千克氫氣 q氫 1 4 108j kg 例題3 把5kg40 的水燒開 水需要吸收多少熱量 需要完全燃燒多少kg的干木柴 干木柴的熱值為1 2 107j kg 外界為標準大氣壓 燃料完全燃燒放出的全部被水吸收 解 q吸 cm t t0 4200j kg 0c 5kg 600c 1 26 106j q放 q吸m1 q放 q 1 2 106j 1 2 107j kg 0 1kg 四 燃料的利用率 上例中小明燒水用了1 5kg的煙煤 這些煤完全燃燒放出的熱量為4 05 107j 實際放出的熱量是4 05 107j嗎 為什么 水實際吸收的熱量呢 水實際吸收的熱量 稱為有效利用的熱量 四 燃料的利用率 1 爐子的效率 有效利用的熱量 水吸收的熱量 與燃料完全燃燒放出的熱量之比 例題4 把10kg40 的水燒開 需要完全燃燒多少kg的干木柴 已知干木柴的熱值為1 2 107j kg 外界為標準大氣壓 并且燃料完全燃燒放出的熱量有50 被水吸收 四 燃料的利用率 2 提高燃料利用率 節(jié)約能源 1 使煤充分燃燒 將煤磨成煤粒 加大送風量 2 加大受熱面積 減少煙氣帶走的熱量 四 燃料的利用率 3 熱機的效率 用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比 叫熱機的效率 燃料的不完全燃燒 氣缸部件吸熱后的熱量散失 廢氣帶走的熱量和克服摩擦做功而消耗的能量 都是引起能量損失的原因 因此 提高熱機效率 可提高燃料的利用率 四 燃料的利用率 提高熱機效率的途徑和節(jié)能方法 l 盡可能減少各種熱損失 如保證良好的潤滑 減少因克服摩擦所消耗的能量 2 充分利用廢氣的能量 提高燃料的利用率 如利用熱電站廢氣來供熱 這種既供電又供熱的熱電站 比起一般火電站來 燃料的利用率大大提高 課堂練習 1 如圖1表示內(nèi)