九年級物理-第十四章第一節(jié)：熱機課件-新人教版

1、熱機一、內(nèi)能的獲得：一、內(nèi)能的獲得： 二、內(nèi)能的利用：二、內(nèi)能的利用： 1 1、直接加熱物體、直接加熱物體2 2、利用內(nèi)能做功、利用內(nèi)能做功二、內(nèi)能的利用：二、內(nèi)能的利用： 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能演示實驗演示實驗:P17：現(xiàn)象現(xiàn)象:軟木塞沖出軟木塞沖出;管口有管口有“白氣白氣”產(chǎn)生產(chǎn)生.說明說明:水蒸汽對木塞做功水蒸汽對木塞做功,內(nèi)能減少內(nèi)能減少,它的溫度它的溫度下降下降,水蒸汽液化成小水珠水蒸汽液化成小水珠.工作時：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能工作時：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能應用：熱機應用：熱機1 1、熱機：能夠?qū)⑷剂系幕瘜W能通過燃燒轉(zhuǎn)化、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

2、轉(zhuǎn)化成機械能的為內(nèi)能，又通過做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機器機器2 2、原理：化學能、原理：化學能 內(nèi)能內(nèi)能 機械能機械能3 3、分類：、分類：熱機熱機外燃機外燃機內(nèi)燃機內(nèi)燃機汽油機汽油機柴油機柴油機燃燒燃燒做功做功熱機的種類熱機的種類蒸氣機、內(nèi)燃機、汽輪機、蒸氣機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、火箭等噴氣發(fā)動機、火箭等蒸汽機蒸汽機火車汽輪機汽輪機內(nèi)燃機內(nèi)燃機內(nèi)燃機內(nèi)燃機火箭上的火箭噴氣發(fā)動機三、三、內(nèi)內(nèi)燃燃(2)(2)柴油機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吸氣沖程壓縮沖程壓縮沖程做功沖程做功沖程排

3、氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程汽油和空氣汽油和空氣 進氣門打開，排氣進氣門打開，排氣門關閉?；钊缮隙讼蜷T關閉。活塞由上端向下端運動，下端運動，汽油和空氣汽油和空氣組成的燃料混合物組成的燃料混合物從進從進氣門吸入氣缸。氣門吸入氣缸。壓縮沖程壓縮沖程 進氣門和排氣門都關進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。，溫度升高。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末尾在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下

4、運動，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 進氣門關閉，排氣進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。，把廢氣排出氣缸。2 2、柴柴油油噴油嘴進氣門活塞連桿排氣門氣缸曲軸火花塞火花塞 在壓在壓縮沖程末尾縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)，火花塞產(chǎn)生電火花，生電火花，使燃料猛烈使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的高溫高壓的燃氣，推動燃氣，推動活塞向下運活塞向下運動，并通過動，并通過連桿帶動曲連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。軸轉(zhuǎn)動。 在壓縮在壓縮沖程末，從沖程末，從噴油嘴噴出噴油嘴噴

5、出的霧狀柴油的霧狀柴油遇到熱空氣遇到熱空氣立即猛烈燃立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃溫高壓的燃氣，推動活氣，推動活塞向下運動塞向下運動，并通過連，并通過連桿帶動曲軸桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。轉(zhuǎn)動。點火方式：點火方式：壓燃式壓燃式點火方式：點火方式：引燃式引燃式柴油機柴油機汽油機汽油機1基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。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。沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3 四個沖程中，只有四個沖程中，只有做功沖程做功沖程對外做功對外做功，其余三個沖程靠，其余三個沖程靠飛輪慣性飛輪慣性

6、完成。完成。4 一個工作沖程中，活塞往復一個工作沖程中，活塞往復兩兩次，飛次，飛輪轉(zhuǎn)動輪轉(zhuǎn)動兩兩周，做功一次。周，做功一次。相同點相同點3.3.內(nèi)燃機的啟動內(nèi)燃機的啟動 內(nèi)燃機不能自行啟動。開始運轉(zhuǎn)時，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)燃機軸通過連桿帶動活塞運動，以后內(nèi)燃機才能自己工作。才能自己工作。不同點不同點1構(gòu)造不同構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，：汽油機氣缸頂有火花塞， 而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2 燃料不同燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而：汽油機的燃料是汽油，而柴

7、油機的燃料是柴油。柴油機的燃料是柴油。3 吸氣不同吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。混合氣體，柴油機只吸進空氣。4 點火不同點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。油機屬壓燃式點火。柴油機的效率：柴油機的效率：3045%六、熱機效率：六、熱機效率： 一單缸四沖程汽油機轉(zhuǎn)速一單缸四沖程汽油機轉(zhuǎn)速1200r/min1200r/min則每秒鐘完成多少個沖程？做功多少則每秒鐘完成多少個沖程？做功多少次？次？三、燃料的熱值：三、燃料的熱值： 2 2、燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出、燃燒相同質(zhì)量的不同燃料，放出的熱量不同。的

8、熱量不同。 1、燃料的種類很多，可分為固體燃料、燃料的種類很多，可分為固體燃料、液體燃料和氣體燃料。液體燃料和氣體燃料。三、燃料的熱值：三、燃料的熱值： 3 3、燃料的熱值：、燃料的熱值：1kg1kg某種燃料完全燃某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。 4、熱值的單位：、熱值的單位：J/kg5、熱值的符號：、熱值的符號：q(J/m3)燃料的熱值只與燃料的種類有關，與燃料的燃料的熱值只與燃料的種類有關，與燃料的質(zhì)量、是否完全燃燒無關質(zhì)量、是否完全燃燒無關木炭木炭: 3.4107J/kg物理意義物理意義:1千克木炭完全燃燒時放出千克木炭完全燃燒時放出的熱

9、量是的熱量是3.4107J煤氣煤氣: 3.9107J/m3物理意義物理意義:1立方米煤氣完全燃燒時放立方米煤氣完全燃燒時放出的熱量是出的熱量是3.9107J燃料完全燃燒放出的熱量燃料完全燃燒放出的熱量Q放放=mq燃料完全燃燒放出的熱量燃料完全燃燒放出的熱量Q放放=vq三、燃料的熱值：三、燃料的熱值： (7.18.8) 10 /(J10 /(Jm )m )天然氣天然氣3.010 /(J10 /(Jkg )kg )酒精酒精約約3.910 /(J10 /(Jkg )kg )煤氣煤氣3.410 /(J10 /(Jkg )kg )木炭木炭1.410 /(J10 /(Jkg )kg )氫氫3.010 /(

10、J10 /(Jkg )kg )焦炭焦炭4.610 /(J10 /(Jkg )kg )汽油汽油約約3.410 /(J10 /(Jkg )kg )無煙煤無煙煤4.610 /(J10 /(Jkg )kg )煤油煤油約約2.910 /(J10 /(Jkg )kg )煙煤煙煤3.310 /(J10 /(Jkg )kg )柴油柴油約約1.210 /(J10 /(Jkg )kg )干木柴干木柴777777777877-1-1-1-1-1-1-1-1-1-1-3-3三、燃料的熱值：三、燃料的熱值：燃料燃燒放熱計算：燃料燃燒放熱計算：例一、小明某次用火爐燒水時，共消耗了例一、小明某次用火爐燒水時，共消耗了1.5

11、kg的的煙煤，試計算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量煙煤，試計算這些煙煤完全燃燒放出多少焦的熱量（煙煤的熱值（煙煤的熱值q=2.7107J/kg)?解：解：Q=mq=1.5kg2.7107J/kg =4.05107J答：這些煤完全燃燒放出的熱量為答：這些煤完全燃燒放出的熱量為4.05107JQ=mq例例2、用家用燃氣熱水器燒水洗澡，假如、用家用燃氣熱水器燒水洗澡，假如洗一次澡要用掉天然氣洗一次澡要用掉天然氣0.14m3.問問:完全燃燒這么多的天然氣能放出多少完全燃燒這么多的天然氣能放出多少焦的熱量？焦的熱量？(q=8107焦耳焦耳/米米3)Q=vq(氣體燃料）氣體燃料）練習練習: 1. 完全燃

12、燒完全燃燒15千克熱值是千克熱值是 3.4107J/Kg的的木炭木炭，能產(chǎn)生多少熱量？，能產(chǎn)生多少熱量？7想要獲得這些熱量想要獲得這些熱量,需要完全燃燒多少千需要完全燃燒多少千克克氫氣氫氣?(q氫氫=1.4 108J/Kg)例題例題3、把、把5kg40的水燒開，水需要吸收多少的水燒開，水需要吸收多少熱量？需要完全燃燒多少熱量？需要完全燃燒多少kg的干木柴？（干木的干木柴？（干木柴的熱值為柴的熱值為1.2107J/kg，外界為標準大氣壓，外界為標準大氣壓，燃料完全燃燒放出的全部被水吸收）燃料完全燃燒放出的全部被水吸收）解：解：Q吸吸=cm（t-t0）=4200J/(kg0C)5kg600C=1.

13、26 106J；Q放放Q吸吸m1=Q放放/q=1.2106J/(1.2107J/kg)=0.1kg放吸QQ四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 上例中小明燒水用了上例中小明燒水用了1.5kg的煙煤，這些煤的煙煤，這些煤 完全燃燒放出的熱量為完全燃燒放出的熱量為4.05107J，實際放，實際放 出的熱量是出的熱量是4.05107J嗎？為什么？水實際嗎？為什么？水實際 吸收的熱量呢？吸收的熱量呢？水實際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。水實際吸收的熱量，稱為有效利用的熱量。四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 3 3、熱機的效率：用來做有用功的那部分能、熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全

14、燃燒放出的熱量之比，叫熱機的量和燃料完全燃燒放出的熱量之比，叫熱機的效率。效率。 燃料的不完全燃燒、氣缸部件吸熱后的熱量燃料的不完全燃燒、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。高熱機效率，可提高燃料的利用率。 四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 1、爐子的效率：、爐子的效率： 有效利用的熱量（水吸收的熱量）與燃料完有效利用的熱量（水吸收的熱量）與燃料完 全燃燒放出的熱量之比。全燃燒放出的熱量之比。公式：公式：=Q吸吸Q放放=Cm1tmq例題例題4、把、把10kg40的水燒開，需要完全的水燒開，需要完全燃燒多少燃燒多少kg的干木柴？（已知干木柴的的干木柴？（已知干木柴的熱值為熱值為1.2107J/kg，外界為標準大氣壓，外界為標準大氣壓，并且并且燃料完全燃燒放出的熱量有燃料完全燃燒放出的熱量有50被被水吸收水吸收）四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 2、提高燃料利用率，節(jié)約能源、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）使煤充分燃燒：將煤磨成煤粒，加大 送風量。送風量。2）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量：）加大受熱面積，減少煙氣帶走的熱量：四、燃料的利用率：四、燃料的利用率： 提