2.內(nèi)能和熱量 (2)

1、內(nèi)能的利用 熱機第三章九年義務教育三年制初中物理第二冊內(nèi)能的利用 熱機定義：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：單位質(zhì)量燃料完全燃燒過程中釋放 熱量本領(lǐng)大小的。利用內(nèi)能做功內(nèi)能利用熱機內(nèi)燃機 汽油機柴油機構(gòu)造火箭內(nèi)能利用及熱機效率和環(huán)境保護工作原理構(gòu)造工作原理知識結(jié)構(gòu)一、燃料極其熱值 右圖表示一個四口人之家使用某種燃料時的月消耗量。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程中所釋放熱量本來大小的物理量。 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)能來加熱利用內(nèi)能來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，加大送風量，把煤粒在爐膛里吹起來燃燒，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)能來加熱 內(nèi)能的一個重要應用就是直接用它來加熱物體。 各家各戶都自己生火爐來取暖，不但效率低，能源消耗大，而且排出的廢氣還會污染環(huán)境。二、內(nèi)能的利用 采用暖氣設備，用鍋爐來產(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把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能來工作的，現(xiàn)代化的火電站、熱電站也同樣是靠熱機把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，然后帶動發(fā)電機發(fā)電。 怎樣利用內(nèi)能來做功

4、呢？2.利用內(nèi)能來做功 燃料的化學能轉(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)化為塞子的機械能。實驗：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能三、內(nèi)燃機利用內(nèi)能來做功的機器叫熱機。內(nèi)燃機是熱機的一種。 內(nèi)燃機汽油機柴油機利用汽油作燃料的機器。利用柴油作燃料的機器。1、汽油機的基本結(jié)構(gòu)進氣門進氣門進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、汽油機的工作過程 汽油機是在氣缸內(nèi)燃燒汽油，生成高溫高壓的燃氣，使燃氣推動活塞做功。汽油機是利用四個沖程循環(huán)工作的。吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程開機關(guān)機 3熱機的工作原理吸氣沖程 在吸氣沖程中，進氣門打開，排氣門關(guān)閉，

5、活塞由上端向下運動，此時，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，活塞由下向上運動，燃料混合物被壓縮，混合氣體的壓強增大，溫度升高。做功沖程 在壓縮沖程末尾時，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，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。排氣沖程 進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞由下向上運動，把廢氣排出氣缸?；钊窒蛳逻\動，開始下一個工作循環(huán)。 汽油機的四個沖程中只有做功沖程對活塞做功，其它三個沖程要靠飛輪的慣性來完成。汽油機完成四個沖程叫一個工作循環(huán)，完成一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)二周，對外做功一次。 重點難點解析柴油機和汽油機的相同

6、點：1、基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。重點難點解析2、每個工作循環(huán)都一樣，由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。3、四個沖程中，只有做功沖程對外做功。4、在一個工作循環(huán)中，活塞往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，飛輪轉(zhuǎn)兩圈，做功一次。柴油機和汽油機的不同點：1、構(gòu)造：柴油機的氣缸頂部沒有火花塞，而是一個噴油嘴。重點難點解析2、吸入物質(zhì)：汽油機吸入的是汽油和空氣的燃料混合物，而柴油機吸入的是空氣。3、點火方式：點火方式不同，汽油機為點燃式，柴油機為壓燃式。4、效率：柴油機比汽油機的效率高。 火箭起源于中國，是我國古代重大發(fā)明之一。四、火箭 我國宋代發(fā)明的火箭如圖。它的構(gòu)造是在鳥模型上扎幾個火藥筒，筒的前端是

7、封閉的，點燃火藥時，火藥燃燒生成的燃氣以很大的速度向后噴出，“鳥”就向前飛出。 現(xiàn)代火箭原理同古代火箭相同，但構(gòu)造要復雜得很多。四、火箭 火箭發(fā)動機工作時，燃料在氧化劑的作用下在燃燒室里燃燒，產(chǎn)生高溫燃氣，燃氣通過噴管向后高速噴出，對火箭產(chǎn)生推力，把火箭發(fā)射出去?，F(xiàn)代火箭除了單級火箭外，還出現(xiàn)了多級火箭。五熱機效率 用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機效率。廢氣內(nèi)能散熱損失機械損失有用機械能高溫高壓 燃氣燃料完全燃燒放出的能量提高熱機效率的途徑 1、熱機的效率是熱機性能的一個重要指標。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，汽油機的效率高，

8、性能好。 2、在設計和制造上，要不斷改進和革新，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)。在熱機的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設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 煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人們獲得大量內(nèi)能，給人類文明帶來進步。同時也造成環(huán)境污染，給人們帶來危害。 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，燃燒不完全還會產(chǎn)生一氧化碳和粉塵。 工業(yè)企業(yè)、交通運輸工具，家庭爐灶和取暖設備，它們排放的煙塵是大氣污染的主要來源。六、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護 保護環(huán)境的有效方法：改進燃燒設備，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50% 六、內(nèi)能的利用和環(huán)境保護 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，達幾億噸之多！ 大氣污染不但直接有害人體健康，而且還會影響植物的生長，甚至影響全球的