热机和热机效率.ppt

1、 热值和热机效率热值和热机效率想想议议：想想议议：汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。转动两周，做功一次。相同

2、相同点点不同点不同点1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。油机的燃料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。合气体，柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。机属压燃式点火。2.2.内燃机的启动内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始运内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动转时，要靠

3、外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。动，以后内燃机才能自己工作。3.3.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。和小型农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。一、热机一、热机1.1.定义：把定义：把_转化为转化为_的机器的机器.2.2.内燃机内燃机(1)(1)分类：包括分类：包括_和和_._.(2)(2)一个冲程：活塞从汽缸的一个冲程：活塞

4、从汽缸的_运动到运动到_的过程的过程.(3)(3)一个工作循环：包括一个工作循环：包括_个冲程个冲程.活塞往复运动活塞往复运动次次,曲轴转动曲轴转动_圈？对外做功圈？对外做功_.次次 内能内能机械能机械能汽油机汽油机柴油机柴油机一端一端另一端另一端四四 汽油机的飞轮转数为每分钟转1200次。每秒钟汽油机对外做功（）1 1200次 2 20次 3 10次 4 5次5.5.如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，图中加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，图中情景演示的是情景演示的是“四冲程四冲程”热机工作过程中的热机工作过程

5、中的_冲程，这个情景中是冲程，这个情景中是_能转化为能转化为_能能.(2011(2011内江中考内江中考)如图所示是四冲程汽油机工作的部分冲程示意如图所示是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中图，其中_图是做功冲程，图是做功冲程，_图是依靠飞轮的惯性来图是依靠飞轮的惯性来完成的冲程完成的冲程.【教你解题【教你解题】分析解题关键点分析解题关键点关键点关键点1 1：分析气门的开关情况：分析气门的开关情况.关键点关键点2 2：分析活塞的运动方向：分析活塞的运动方向.【精讲精析【精讲精析】四冲程汽油机工作的过程中，燃气推动活塞向下四冲程汽油机工作的过程中，燃气推动活塞向下运动的冲程为做功冲程，如题图

6、乙所示；其他的三个冲程都是运动的冲程为做功冲程，如题图乙所示；其他的三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的，题图甲是排气冲程，当然也不例外靠飞轮的惯性来完成的，题图甲是排气冲程，当然也不例外.答案：答案：乙乙 甲甲6.(20116.(2011遂宁中考遂宁中考)内燃机一个工作循环有内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将内能转化为机械能的是内能转化为机械能的是_冲程冲程.发动发动机运行前必须加润滑油，是为了机运行前必须加润滑油，是为了_._.4.(20124.(2012菏泽中考菏泽中考)关于关于“热机热机”，下列说法中错，下列说法中错误的是误的是

7、()()A.A.通过技术改进，可以使热机的效率达到通过技术改进，可以使热机的效率达到100%100%B.B.减少城市热岛效应的措施之一就是倡导减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色绿色出行出行”C.C.用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容较大的特性要是利用水的比热容较大的特性 D.D.严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱1.1.如图是内燃机工作循环中的一个冲程如图是内燃机工作循环中的一个冲程,它它是是()()A.A.

8、压缩冲程压缩冲程,将化学能转化成内能将化学能转化成内能B.B.压缩冲程压缩冲程,将机械能转化成内能将机械能转化成内能C.C.做功冲程做功冲程,将内能转化成机械能将内能转化成机械能D.D.做功冲程做功冲程,将机械能转化成内能将机械能转化成内能【解析【解析】选选C.C.由题图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下由题图可知，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，所以是做功冲程运动，所以是做功冲程.在做功冲程中，高温高压的燃气推动活在做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能，故塞做功，将内能转化为机械能，故C C对对.热值、热机效率热值、热机效率生活中燃料的种类很多，根据生活经验思考下

9、列生活中燃料的种类很多，根据生活经验思考下列问题：问题：1.1.把相同质量、相同温度的水烧开，烧煤和烧木把相同质量、相同温度的水烧开，烧煤和烧木头相比哪个燃料用的少？头相比哪个燃料用的少？提示：提示：烧开相同质量、相同温度的水所需的热量烧开相同质量、相同温度的水所需的热量相同，烧煤和烧木头所用的质量不同，说明燃烧相同，烧煤和烧木头所用的质量不同，说明燃烧质量相同的煤和木头放出的热量不同质量相同的煤和木头放出的热量不同.参考答案：参考答案：煤煤2.2.如何比较不同的燃料完全燃烧时放出的热如何比较不同的燃料完全燃烧时放出的热量？我们引入了什么物理量，它表示的物理量？我们引入了什么物理量，它表示的物

10、理意义是什么？意义是什么？提示：提示：利用控制变量法和转换法，使质量相同的不同燃料完全利用控制变量法和转换法，使质量相同的不同燃料完全燃烧放出的热量转化为水吸收的热量，根据水温度的变化进行燃烧放出的热量转化为水吸收的热量，根据水温度的变化进行判断判断.物理学中用热值来表示物理学中用热值来表示1 kg1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量某种燃料完全燃烧放出的热量.参考答案：参考答案：取质量相同的不同燃料给质量相同、初温相同的水取质量相同的不同燃料给质量相同、初温相同的水进行加热，使燃料完全燃烧，比较水的温度变化，温度变化大进行加热，使燃料完全燃烧，比较水的温度变化，温度变化大的燃料放出的热量多的燃

11、料放出的热量多 热值热值 1 kg1 kg某种燃料完全燃烧放出的热某种燃料完全燃烧放出的热量量二、燃料的热值及效率二、燃料的热值及效率1.1.燃料的热值燃料的热值(1)(1)定义：定义：_某种燃料某种燃料_放出的热量放出的热量.(2)(2)单位：焦每千克，符号单位：焦每千克，符号_._.1 kg1 kg完全燃烧完全燃烧J/kgJ/kg汽油机的效率：汽油机的效率：2030%柴油机的效率：柴油机的效率：3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！大约是多少？猜猜看！3.3.热机效率热机效率(1)(1)定义：用来定义：用

12、来_的那部分能量，与燃的那部分能量，与燃料料_的能量之比的能量之比.(2)(2)提高办法提高办法:采用新技术，使燃料采用新技术，使燃料_._.做好润滑保养，减小做好润滑保养，减小_._.利用利用_的能量的能量.做有用功做有用功完全燃烧放出完全燃烧放出充分燃烧充分燃烧摩擦摩擦废气废气某品牌汽车某品牌汽车100 km耗油耗油7 kg，这些汽油完全，这些汽油完全燃烧要放出燃烧要放出_J的热量的热量.(汽油的热汽油的热值值q=4.6107 J/kg)3.3.内燃机中的燃料完全燃烧放出的热量内燃机中的燃料完全燃烧放出的热量_(_(选填选填“能能”或或“不能不能”)全部用来全部用来做功，机械效率做功，机械

13、效率_(_(选填选填“大于大于”“”“等等于于”或或“小于小于”)100%.)100%.提示：提示：内燃机中的燃料燃烧释放出的能量会内燃机中的燃料燃烧释放出的能量会被废气带走一部分，一部分热量消耗在散热被废气带走一部分，一部分热量消耗在散热上，还有一部分消耗在克服摩擦力做功上上，还有一部分消耗在克服摩擦力做功上.在热机工作的过程中，热损失是不可避免的，在热机工作的过程中，热损失是不可避免的，即有效利用的热量总比放出的热量少，所以即有效利用的热量总比放出的热量少，所以机械效率总是小于机械效率总是小于100%.100%.参考答案：参考答案：不能不能 小于小于【典例【典例】(2011(2011宜昌中

14、考宜昌中考)汽油的热值为汽油的热值为4.64.610107 7 J/kgJ/kg，现有汽油，现有汽油2 kg2 kg，选其中一半完全燃烧，选其中一半完全燃烧，放出的热量是放出的热量是_J_J，剩余汽油的热值是，剩余汽油的热值是_J/kg._J/kg.【解析【解析】热值是燃料的一种性质，燃料的种类热值是燃料的一种性质，燃料的种类不变，燃料的热值不变不变，燃料的热值不变.现有汽油现有汽油2 kg2 kg，选其中，选其中一半完全燃烧，即用了一半完全燃烧，即用了1 kg1 kg，Q Q放放=mq=mq=1 kg=1 kg4.64.610107 7 J/kg=4.6 J/kg=4.610107 7 J

15、J；剩；剩余汽油的热值不变余汽油的热值不变.答案：答案：4.64.610107 7 4.64.610107 73.3.关于燃料的热值正确的是关于燃料的热值正确的是()()A.A.燃料的热值与燃料的燃烧程度有关燃料的热值与燃料的燃烧程度有关 B.B.燃料的热值与燃料的种类有关燃料的热值与燃料的种类有关C.C.燃料的热值与燃料的多少有关燃料的热值与燃料的多少有关D.D.燃料的热值与上面三个因素都有关燃料的热值与上面三个因素都有关【解析【解析】选选B.B.热值是燃料的一种特性，它的热值是燃料的一种特性，它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程大小只与燃料的种类有关，与燃料的燃烧程度、质量没有关系度

16、、质量没有关系.7.7.有台柴油机在一个工作循环中消耗了有台柴油机在一个工作循环中消耗了10 g10 g柴油柴油(热值热值q=3.3q=3.310107 7 J/kg),J/kg),这些柴油完全这些柴油完全燃烧产生的热量是燃烧产生的热量是_J;_J;若这台柴油机的若这台柴油机的效率为效率为40%,40%,则一个工作循环中输出的有用机则一个工作循环中输出的有用机械能为械能为_J._J.【解析【解析】m=10 g=0.01 kgm=10 g=0.01 kg，q=3.3q=3.310107 7 J/kg,Q J/kg,Q放放=mq=mq=3.3=3.310107 7J Jkgkg0.01 kg=3.

17、30.01 kg=3.310105 5 J;J;据据 可得，可得，W W有用有用=Q=Q放放=3.33.310105 5 J J40%=1.3240%=1.3210105 5 J.J.答案：答案：3.33.310105 5 1.321.3210105 5WQ有用放8.(20118.(2011福州中考福州中考)福州首辆油电混合福州首辆油电混合动力公交车于今年动力公交车于今年3 3月月2828日正式上路，日正式上路，这种公交车比普通公交车节能这种公交车比普通公交车节能30%30%以上，以上，百公里仅消耗柴油百公里仅消耗柴油26 kg26 kg，这些柴油完，这些柴油完全燃烧放出的热量是多少？全燃烧放出的热量是多少？(柴油的热柴油的热值值q q3.33.310107 7 J/kg)J/kg)【解析【解析】这些柴油完全燃烧放出的热量这些柴油完全燃烧放出的热量