1、第一节 物体的内能第十三章 内能与热机 1.1.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。2.2.知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升知道热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），内能改变。高（降低），内能改变。3.3.了解热量的概念，热量的单位是焦耳。了解热量的概念，热量的单位是焦耳。4.4.知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。知道做功可以使物体内能增加和减少的一些事例。冬季冬季寒冷寒冷 春季春季春暖花开春暖花开 夏季夏季火热火热 秋季秋季秋高气爽秋高气爽 1.1.概念概念:物体内部物体内部所有分子所有分子无规则运动
2、的动能，以及分无规则运动的动能，以及分子势能的总和。子势能的总和。(俗称：俗称：热能热能)3.3.内能和温度关系：内能和温度关系：物体物体温度温度越高，分子越高，分子运动运动越剧烈，越剧烈，内能内能越大。越大。内能内能2.2.热运动：热运动：组成物质的分子永不停息的无规则运动。组成物质的分子永不停息的无规则运动。炽热的铁水炽热的铁水冰冷的冰块冰冷的冰块下面两个物体都具有内能吗下面两个物体都具有内能吗?温度很高，分子运温度很高，分子运动剧烈，它具有内动剧烈，它具有内能。能。温度虽低，其内部分子温度虽低，其内部分子仍在做无规则运动，它仍在做无规则运动，它也具有内能。也具有内能。因为物体内的分子永不
3、停息地做无规则运动。因为物体内的分子永不停息地做无规则运动。结论结论:任何物体，都具有内能。任何物体，都具有内能。物体的温度升高或降低时，内能会有什么变化？物体的温度升高或降低时，内能会有什么变化？物体温度升高，内能增加；物体温度升高，内能增加；物体温度降低，内能减少。物体温度降低，内能减少。思考思考:机械能是与机械能是与宏观运动宏观运动有关的能量，与运动的有关的能量，与运动的速度、高速度、高度度有关。有关。内能是与内能是与微观运动微观运动有关的能量，与有关的能量，与温度温度的变化有关；的变化有关；讨论讨论内能与机械能有什么不同？内能与机械能有什么不同？补充：补充：内能跟温度的关系：内能跟温度
4、的关系：.物体温度越高，内能就越大。物体温度越高，内能就越大。.温度温度是物体内部大量粒子无规则运动剧烈程度的标是物体内部大量粒子无规则运动剧烈程度的标志。物体志。物体内能是否变化内能是否变化，可以从，可以从温度是否变化温度是否变化来反映。来反映。思考：思考：一小杯水和一大桶水，它们的温度相同，它们一小杯水和一大桶水，它们的温度相同，它们的内能是否相同？如果不同，哪一个内能大？的内能是否相同？如果不同，哪一个内能大？不同，一大桶水内能大。不同，一大桶水内能大。说明物体的内能还跟分子数的多少有关。说明物体的内能还跟分子数的多少有关。冬天双手很冷，你通常用什么办法使它变暖？冬天双手很冷，你通常用什
5、么办法使它变暖？两种方法都可以使手的两种方法都可以使手的内能增大内能增大想一想想一想:古人钻木取火跟哪个例子的原理是一样的？古人钻木取火跟哪个例子的原理是一样的？能量转化：能量转化：机械能机械能内能；内能；温度变化：温度变化：都是升温；都是升温；是否做功：是否做功：克服摩擦力做功。克服摩擦力做功。做 功 可 以 改 变 内 能做 功 可 以 改 变 内 能 做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能实验实验1 1：1.1.来回拉绳子的过程中，有没有做功？来回拉绳子的过程中，有没有做功？2.2.能量如何转变？能量如何转变？3.3.乙醚有什么变化？乙醚有什么变化？4.4.乙醚内能增大的方法？乙醚
6、内能增大的方法？对物体做功，物体的内能增大。对物体做功，物体的内能增大。克服摩擦做功克服摩擦做功 机械能机械能内能内能 内能增大，温度升高，乙醚汽化内能增大，温度升高，乙醚汽化 。5.5.橡皮塞为什么会跳起？橡皮塞为什么会跳起？6.6.这个过程中有没有做功？谁对谁做功？这个过程中有没有做功？谁对谁做功？7.7.能量如何转变？能量如何转变？物体对外做功，物体的内能减小。物体对外做功，物体的内能减小。乙醚蒸气膨胀，将塞子推出。乙醚蒸气膨胀，将塞子推出。乙醚蒸气对塞子做功乙醚蒸气对塞子做功 乙醚蒸气的内能乙醚蒸气的内能塞子的机械能。塞子的机械能。8.8.乙醚的内能如何变化？什么乙醚的内能如何变化？什
7、么原因？原因？实验实验2 2：做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能达到乙醚的着火点达到乙醚的着火点1.1.为什么选择用乙醚浸过的棉花？为什么选择用乙醚浸过的棉花？2.2.压动活塞时，有没有做功？谁对谁做功？压动活塞时，有没有做功？谁对谁做功？3.3.能量如何转变？能量如何转变？5.5.增大空气内能的方法？增大空气内能的方法？对空气做功，空气内能增大对空气做功，空气内能增大4.4.棉花燃烧的原因？棉花燃烧的原因？活塞对空气做功活塞对空气做功机械能机械能内能内能筒内空气的内能增大，温度升高。筒内空气的内能增大，温度升高。乙醚的着火点低，属于易燃物乙醚的着火点低，属于易燃物。分析以上两个实验
8、得出结论：分析以上两个实验得出结论：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。外界对物体做功，可以使物体的内能增加。请你举出一些生活中做功使物体内能增加的例请你举出一些生活中做功使物体内能增加的例子。子。做功的方式有：做功的方式有：克服摩擦做功。克服摩擦做功。压缩气体做功。压缩气体做功。做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能外界对物体做功外界对物体做功物体内能增大物体内能增大（如：人的机械能（如：人的机械能物体的内能）物体的内能）物体对外做功物体对外做功物体内能减小物体内能减小（如：物体的内能（如：物体的内能塞子的机械能）塞子的机械能）做功改变物体内能的实质是什么？做功改变物体内能的实质是什
9、么？其他形式的能（机械能）与内能的其他形式的能（机械能）与内能的相互转化相互转化。功功可以量度可以量度内能改变内能改变的多少。的多少。发高烧的病人常用湿毛巾冷敷，冷敷时，发高烧的病人常用湿毛巾冷敷，冷敷时，热量从热量从 传给传给 。毛巾毛巾人体人体人体和毛巾人体和毛巾的内能有改变吗？的内能有改变吗？有，有，人体人体的温度降低，内能的温度降低，内能减少减少，毛巾毛巾的温度升高，内能的温度升高，内能增多增多。热传递的三种方式热传递的三种方式热传导热传导对流对流热辐射热辐射想一想想一想:生活中有哪些例子是利用热传递来改变内能的生活中有哪些例子是利用热传递来改变内能的?有一瓶子，里面装着一些铁屑，用什
10、么方法可以增有一瓶子，里面装着一些铁屑，用什么方法可以增加铁屑的内能？加铁屑的内能？克服摩擦对瓶子和铁屑做功。克服摩擦对瓶子和铁屑做功。放在火上烤放在火上烤(热传递热传递)做功和热传递对改变内能是做功和热传递对改变内能是等效等效的的1.1.概念概念:在热传递过程中，物体间内能传递的多少。通在热传递过程中，物体间内能传递的多少。通常用常用Q Q表示。表示。3.3.在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内在热传递过程中，高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增加。因此，热传递过程就是能量转移的过程，热传递转移的是
11、此，热传递过程就是能量转移的过程，热传递转移的是热能，而不是温度。热能，而不是温度。热量热量2.2.单位：单位：焦耳焦耳 符号：符号：J J1.1.判断题：判断题：A 0 A 0 CC冰的内能为零冰的内能为零 ()()B B 机械能为零的物体机械能为零的物体,内能一定为零内能一定为零 ()()C C 物体的温度升高物体的温度升高,内能一定增加内能一定增加 ()()D D 温度高的物体温度高的物体,内能一定大内能一定大 ()()E E 物体吸收热量物体吸收热量,内能一定增加内能一定增加 ()()2.2.下列过程是内能转化为机械能的是下列过程是内能转化为机械能的是()()A.A.用砂轮磨刀用砂轮磨
12、刀 B.B.煤气灶烧水煤气灶烧水,水温升高水温升高 C.C.火箭腾空而起火箭腾空而起 D.D.陨石坠入大气层陨石坠入大气层,成为流星成为流星C C1.1.内能内能:物体内部所有分子无规则运动的动能，以及物体内部所有分子无规则运动的动能，以及分子势能的总和。分子势能的总和。(俗称：热能俗称：热能)。2.2.热运动：热运动：物体内部大量粒子的无规则运动。物体内部大量粒子的无规则运动。3.3.一切物体在一切物体在任何温度任何温度下都有内能。温度下都有内能。温度越高越高，分，分子热运动越剧烈，物体的子热运动越剧烈，物体的内能就越大。内能就越大。4.4.物体的内能还跟物体的内能还跟分子数的多少分子数的多
13、少有关。有关。5.5.内能和机械能内能和机械能是两种不同形式的能。是两种不同形式的能。玉不琢，不成器；人不学，不知道。第二节科学探究：物质的比热容1.1.经历科学探究比热容的过程，能进行猜想、设计实验，经历科学探究比热容的过程，能进行猜想、设计实验，有控制变量的意识。有控制变量的意识。2.2.理解比热容的概念，会查比热容表。理解比热容的概念，会查比热容表。3.3.能用比热容解释简单的物体温度变化和吸、放热问题。能用比热容解释简单的物体温度变化和吸、放热问题。4.4.掌握热量计算的事例掌握热量计算的事例中午中午关于这两幅画你能提出什么问题？关于这两幅画你能提出什么问题？海水很凉海水很凉沙子很烫沙
14、子很烫傍晚傍晚沙子变凉了沙子变凉了海水很暖和海水很暖和提出问题：提出问题：（1 1）烧开一壶水与烧开半壶）烧开一壶水与烧开半壶水需要的热量一样多吗？水需要的热量一样多吗？物体温度升高的多少与哪些因素有关呢？物体温度升高的多少与哪些因素有关呢？(2)(2)将质量相同的铜块和将质量相同的铜块和铁块加热，升高相同的温度，铁块加热，升高相同的温度，需要的热量一样多吗？需要的热量一样多吗？物质吸收（或放出）热量的多少，物质吸收（或放出）热量的多少，除了与物质的质量和温度变化有关除了与物质的质量和温度变化有关外，还可能与什么有关？外，还可能与什么有关？可能与物质的种类有关。可能与物质的种类有关。我猜想我猜
15、想我猜到我猜到如何通过实验来研究如何通过实验来研究?根据猜想设计实验根据猜想设计实验 让我们认识电加热器让我们认识电加热器 探究物质吸热性质的实验装置图探究物质吸热性质的实验装置图探究活动探究活动 方案一：取等质量的水和煤油，加热相同方案一：取等质量的水和煤油，加热相同的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的时间（吸收相等的热量）后，比较温度的变化。的变化。方案二：取等质量的水和煤油，使其升高方案二：取等质量的水和煤油，使其升高相同的温度，比较加热的时间（吸收热量相同的温度，比较加热的时间（吸收热量的多少的多少)。根据猜想设计实验根据猜想设计实验 我们就我们就选你选你研究不同物质吸收热量的能力，
16、所要控制的因素：1.1.质量相同质量相同 2.2.升高的温度相同升高的温度相同 3.3.加热的热源要相同加热的热源要相同如果加热方法完全相同如果加热方法完全相同,就可以认为相同时间里物就可以认为相同时间里物质吸收的热量相同。质吸收的热量相同。信息快递：信息快递：应该注意哪些问题呢？应该注意哪些问题呢？1.1.对等量的水和煤油进行加热，观察哪种物质的温对等量的水和煤油进行加热，观察哪种物质的温度上升快。度上升快。2.2.如果加热方法完全相同，就可以认为单位时间物如果加热方法完全相同，就可以认为单位时间物质吸收的热量相同。质吸收的热量相同。进行实验与收集证据进行实验与收集证据a.a.取一定质量的水
17、和煤油装入两容器中，安装好实验器材。取一定质量的水和煤油装入两容器中，安装好实验器材。b.b.记录液体加热前的温度记录液体加热前的温度t t1 1。c.c.用酒精灯加热一定时间后熄灭酒精灯，同时上下拉动搅拌用酒精灯加热一定时间后熄灭酒精灯，同时上下拉动搅拌棒，等温度平衡后记录液体的温度棒，等温度平衡后记录液体的温度t t2 2。液体名液体名称称质量质量m/gm/g 初温初温末温末温升高的温度升高的温度加热时间加热时间水水煤油煤油 相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量相同质量的同种物质，升高相同的温度，吸收的热量 是是 。相同质量的不同种物质，升高相同的温度，吸收的热相同质量的不同种物
18、质，升高相同的温度，吸收的热 量是量是 。分析得出结论分析得出结论相同的相同的不相同的不相同的探究活动探究活动 实验后的思考实验后的思考 1.1.水和煤油谁的吸热能力强？水和煤油谁的吸热能力强？2.2.如何科学地比较不同物质的这种特性？如何科学地比较不同物质的这种特性？实验后的思考实验后的思考,往往比实验本往往比实验本身更重要身更重要牛顿牛顿其实很简单，就是采用比较单位质量、其实很简单，就是采用比较单位质量、升高升高1 1 的水和煤油吸热的多少来比的水和煤油吸热的多少来比较它们的吸热能力。较它们的吸热能力。归纳：归纳：1.1.比热容比热容 c cJ/(kgJ/(kg )焦耳焦耳/(/(千克千克
19、 )单位质量的物质温度每升高单位质量的物质温度每升高(降低降低)11所吸收（放出）所吸收（放出）的热量。的热量。3.3.常用的比热容单位是常用的比热容单位是:2.2.公式：公式：Q=cm Q=cm t t4.4.水的比热容是水的比热容是4.24.2 10 103 3J J（kgkg）4.24.2 10 103 3焦耳每千克摄氏度焦耳每千克摄氏度1kg1kg水每升高水每升高(降低降低)1)1需吸收需吸收(放出放出)热量为热量为4.24.2 10 103 3J J。物质的物质的比热容比热容跟密度相似跟密度相似,也是物质的物理也是物质的物理属性属性之一，可以用比热容来之一，可以用比热容来鉴别物质鉴别
20、物质。读作读作:物理意义：物理意义：热量计算公式推导热量计算公式推导（1 1）1 1千克铝温度升高千克铝温度升高11要吸收多少热量？要吸收多少热量？0.880.8810103 3J J（2 2）1 1千克铝温度升高千克铝温度升高22需要吸收多少热量？需要吸收多少热量？0.880.8810103 32J2J（3 3）1 1千克铝温度从千克铝温度从3030升高到升高到100100，需要吸收多少热量？，需要吸收多少热量？0.880.8810103 3（100-30100-30）J J（4 4）1 1千克铝温度升高千克铝温度升高t-tt-t0 0=t=t时，需要吸收多少热量？时，需要吸收多少热量？0.
21、880.8810103 3t Jt J（5 5）2 2千克铝温度升高千克铝温度升高t-tt-t0 0=t=t时，需要吸收多少热量？时，需要吸收多少热量？0.880.8810103 32 2t Jt J（6 6）m m千克铝温度升高千克铝温度升高t-tt-t0 0=t=t时，需要吸收多少热量？时，需要吸收多少热量？0.880.8810103 3m mt t J J几种物质的比热容几种物质的比热容 单位：单位：J/J/（kgkg）水水 4.24.210103 3蓖麻油蓖麻油 1.81.810103 3铁、钢铁、钢0.460.4610103 3酒精酒精 2.42.410103 3砂石砂石 0.920
22、.9210103 3铜铜 0.390.3910103 3煤油煤油 2.12.110103 3铝铝 0.880.8810103 3汞汞 0.140.1410103 3冰冰 2.12.110103 3干泥土干泥土 0.840.8410103 3铅铅 0.130.1310103 3物质的比热容与物质的种类有关，不同的物质的比热容物质的比热容与物质的种类有关，不同的物质的比热容是不同的；是不同的；物质的比热容不仅与物质的种类有关，同时还与物质的物质的比热容不仅与物质的种类有关，同时还与物质的状态有关，如水的比热容与冰的比热容就不相等；状态有关，如水的比热容与冰的比热容就不相等；比热容是物质的一种特性，
23、比热容是物质的一种特性，同种物质的比热容是一定同种物质的比热容是一定(不不变变)的，不随物体吸收或放出的热量多少、质量、升高或的，不随物体吸收或放出的热量多少、质量、升高或降低的温度而改变。降低的温度而改变。三峡水库区气温受影响三峡水库区气温受影响为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热们吸收的热量相同，但是海水的比热容比沙子的比热容大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降容大，所以海水升温比沙子慢；没有日照时，海水降温比
24、沙子慢。温比沙子慢。水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？后，再把秧田里的水放掉，你能解释原因吗？水稻育秧水稻育秧 傍晚傍晚时在秧田里灌水，是因为水的比热容大，是土时在秧田里灌水，是因为水的比热容大，是土壤的五倍，放热降温较慢，与不在秧田里灌水相比，秧壤的五倍，放热降温较慢，与不在秧田里灌水相比，秧田的温度较高，不至于引发冻害。田的温度较高，不至于引发冻害。白天白天把水放掉，因为与不放水相比，秧田的比热
25、容把水放掉，因为与不放水相比，秧田的比热容小，吸热升温快，有利于秧苗的生长。小，吸热升温快，有利于秧苗的生长。汽车发动机应用循环流动水进行冷却，汽车发动机应用循环流动水进行冷却，你能说出它的工作原理吗？你能说出它的工作原理吗？因为水的比热容较大，当其循环通过汽车发动机因为水的比热容较大，当其循环通过汽车发动机时，能从温度较高的发动机吸收更多的热量，从而达时，能从温度较高的发动机吸收更多的热量，从而达到较好的冷却效果。到较好的冷却效果。1.1.烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下烧杯中装有酒精，现用去一半，则剩余酒精的下列物理量中，发生改变的是（列物理量中，发生改变的是（）A.A.质量质量
26、 B.B.密度密度 C.C.比热容比热容 D.D.沸点沸点 A A2.2.新疆民谣新疆民谣“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜。”反映了当地昼夜的温差较反映了当地昼夜的温差较 （选填（选填“大大”或或“小小”），从比热容角度来看，这是由于），从比热容角度来看，这是由于_。大大砂石的砂石的比热容较小比热容较小3.3.水的比热容是水的比热容是4.24.210103 3J J(kg)(kg)，将质量为，将质量为4kg4kg的水的水从从2020加热到加热到7070需要吸收需要吸收 J J热量。如果将水热量。如果将水倒掉一半，它的比热容将为倒掉一半，它的比热容将为 J J(k
27、g)(kg)。4.4.水的比热容是煤油比热容的两倍，若水和煤油的质量水的比热容是煤油比热容的两倍，若水和煤油的质量之比为之比为1 12 2，吸收的热量之比为，吸收的热量之比为2 23 3，则水和煤油升高，则水和煤油升高的温度之比为的温度之比为()()A.3A.32 B.22 B.23 C.43 C.43 D.33 D.34 48.48.410105 54.24.210103 3B B2.2.对某种确定的物质来讲对某种确定的物质来讲,比热容比热容是一个确定的数值是一个确定的数值,跟跟物体质量的大小物体质量的大小,温度改变的多少，物体的形状、体积、温度改变的多少，物体的形状、体积、位置等无关，它位
28、置等无关，它仅与物质的种类和状态有关。仅与物质的种类和状态有关。3.3.相同质量的物质相同质量的物质比热容大比热容大的，吸热能力的，吸热能力大大，但温度变，但温度变化化慢慢。1.1.物质的物质的比热容比热容跟密度相似跟密度相似,也是物质的物理也是物质的物理属性属性之一。可之一。可以用比热容来以用比热容来鉴别物质鉴别物质的种类。的种类。你无法控制生命的长度，但你可以靠增加它的宽度和高度来扩大它的容积。第三节 内燃机1.1.知道热机中能量的转化知道热机中能量的转化2.2.知道四冲程内燃机的构造和工作原理知道四冲程内燃机的构造和工作原理3.3.了解汽油机和柴油机的主要区别了解汽油机和柴油机的主要区别
29、1.1.内燃机的种类内燃机的种类2.2.内燃机的启动内燃机的启动3.3.内燃机的应用内燃机的应用想想议议想想议议热机：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。热机：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机。（2 2）柴油机）柴油机构造构造工作原理工作原理汽油机完整工作过程汽油机完整工作过程构造构造工作原理工作原理1.1.内燃机的种类内燃机的种类（1 1）汽油机）汽油机汽油机的构造汽油机的构造吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程汽油机工作原理汽油机工作原理 进
30、气阀打开，进气阀打开，排气阀关闭。活排气阀关闭。活塞由上端向下端塞由上端向下端运动，汽油和空运动，汽油和空气组成的燃料混气组成的燃料混合物从进气阀吸合物从进气阀吸入气缸。入气缸。吸 气 冲 程吸 气 冲 程 进气进气阀阀和和排气排气阀阀都关闭，都关闭，活塞向上运动，活塞向上运动，燃料混合物被压燃料混合物被压缩，压强增大，缩，压强增大，温度升高。温度升高。压 缩 冲 程压 缩 冲 程 在压缩冲程末在压缩冲程末尾，火花塞产生电尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高燃烧，产生高温高压的燃气，推动活压的燃气，推动活塞向下运动，并通塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转过连杆带动曲轴
31、转动。动。做 功 冲 程做 功 冲 程 进气进气阀阀关闭，排气关闭，排气阀阀打开，活塞向上运动，把打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。废气排出气缸。排气冲程排气冲程喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴柴油机的构造柴油机的构造吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程柴 油 机 工 作 原 理柴 油 机 工 作 原 理空气空气 进气门打开，进气门打开，排气门关闭。活排气门关闭。活塞由上端向下端塞由上端向下端运动，将空气吸运动，将空气吸进气缸。进气缸。吸 气 冲 程吸 气 冲 程 进气门和排气门进气门和排气门都关闭，活塞向上运都关闭，活塞
32、向上运动，活塞把空气压缩动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强得很小，空气的压强更大，温度更高。在更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的气温度已超过柴油的着火点。着火点。压 缩 冲 程压 缩 冲 程 在压缩冲程末，在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。连杆带动曲轴转动。做 功 冲 程做 功 冲 程燃烧后的废气燃烧后的废气 进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，活排气门打开，活塞向上运动，把塞向
33、上运动，把废气排出气缸。废气排出气缸。排 气 冲 程排 气 冲 程2.2.内燃机的启动内燃机的启动内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力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起来，由曲轴通过连杆带动使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。活塞运动，以后内燃机才能自己工作。(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。车、拖拉机、坦克上面。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、飞机和
34、小型农业机汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。械上面。汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？不同点？想想议议：想想议议：汽油机和柴油机的异汽油机和柴油机的异同点比较同点比较不同点不同点相同点相同点种类种类汽油机汽油机柴油机柴油机相同点相同点不不同同点点构构 造造燃燃 料料吸入气体吸入气体点火方式点火方式完成表格：完成表格：种类种类汽油机汽油机柴油机柴油机相同点相同点 都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程不不同同点点构构 造造火花塞火花塞喷油嘴喷油嘴燃燃 料料汽油汽油柴油柴油吸入气体
35、吸入气体汽油和空气汽油和空气空气空气点火方式点火方式点燃式点燃式压燃式压燃式1.1.单缸四冲程内燃机完成单缸四冲程内燃机完成4040个冲程个冲程,关于做功和飞轮转关于做功和飞轮转动的情况动的情况,下列说法正确的是下列说法正确的是()()A.A.做功做功1010次次,飞轮转飞轮转4040周周B.B.做功做功4040次次,飞轮转飞轮转2020周周C.C.做功做功1010次次,飞轮转飞轮转2020周周D.D.做功做功2020次次,飞轮转飞轮转1010周周 C C3 3根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是 （）A A汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸
36、顶部是一汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴个喷油嘴B B汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合混合C C吸气冲程是内能转化为机械能吸气冲程是内能转化为机械能D D压缩冲程是内能转化为机械能压缩冲程是内能转化为机械能2.2.某四冲程汽油机某四冲程汽油机,曲轴转速曲轴转速12001200转转/分分,则该汽油机则该汽油机每秒每秒做功做功_次次,有有_个冲程个冲程,飞轮转飞轮转_周周.2020 BCDBCD1010 4040 1.1.热机。热机。2.2.内燃机分为汽油机和柴油机。内燃机分为汽油机和柴油机。3.3.汽油机和柴油
37、机的相同点和不同点。汽油机和柴油机的相同点和不同点。今天尽你的最大努力去做好，明天你也许就能做得更好。第四节热机效率和环境保护1.1.知道燃料的热值及其计算。知道燃料的热值及其计算。2.2.了解什么是热机效率和提高热机效率的主要途径。了解什么是热机效率和提高热机效率的主要途径。3.3.了解提高效率的途径。了解提高效率的途径。4.4.知道热机与环境保护的关系。知道热机与环境保护的关系。它们都离不开燃料。它们都离不开燃料。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。燃 料 及 其 热 值燃 料 及 其 热 值 如图表示一个如图表示一个四口之家使用某种四口之家使用
38、某种燃料时的月消耗量。燃料时的月消耗量。使用不同燃料，消使用不同燃料，消耗量是不同的。为耗量是不同的。为什么？什么？固体燃料固体燃料液体燃料液体燃料气体燃料气体燃料燃料可分为三种燃料可分为三种【请你说说请你说说】日常生活中常用到的燃料有哪些？日常生活中常用到的燃料有哪些？常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、常见的燃料有煤、石油（加工炼制成汽油、煤油、柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的柴油和液化气等）、天燃气等，农村还用草木等植物的秸杆作燃料。秸杆作燃料。质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量质量相等的不同燃料在完全燃烧时所放出的热量是不同的。是不同的。在物理学中，某种
39、燃料在物理学中，某种燃料完全燃烧完全燃烧所放出的热量与所放出的热量与所用该燃料的质量的比值叫做所用该燃料的质量的比值叫做燃料的热值燃料的热值。热值的符号：热值的符号：q q 单位：单位：J/kg J/kg （J/mJ/m3 3）固体和液固体和液体燃料体燃料气体燃料气体燃料 热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领大热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领大小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。小的物理量，同种燃料的热值与燃料的质量无关。燃料的价值燃料的价值Q=mq质量为质量为m m的燃料完全燃烧释放的能量是：的燃料完全燃烧释放的能量是：Q Q：燃料完全燃烧释放的热量：燃料完全燃烧释放
40、的热量：燃料的热值：燃料的热值：燃料的质量：燃料的质量燃料的热值燃料的热值内能的利用内能的利用利用内能来加热利用内能来加热利用内能来做功利用内能来做功几种燃料的热值（几种燃料的热值（J/kg,J/mJ/kg,J/m3 3）氢氢1.4 1.4 10108 8（JmJm-3-3 ）汽油汽油4.6 4.6 10107 7 酒精酒精3.03.010107 7 柴油柴油3.3 3.3 10107 7 煤气（约）煤气（约）1.8 1.8 10107 7（JmJm-3-3 ）煤油煤油4.6 4.6 10107 7 天然气天然气(3.3(3.34.5)4.5)10107 7（JmJm-3-3）烟煤（约）烟煤（
41、约）2.9 2.9 10107 7 无烟煤（约）无烟煤（约）3.4 3.4 10107 7 焦炭焦炭3.0 3.0 10107 7 木炭木炭3.4 3.4 10107 7 干木柴（约）干木柴（约）1.2 1.2 10107 7 请计算：干木柴干木柴烟煤烟煤汽油汽油讨论交流：讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？全部用来对外做有用功呢？由于机械传动由于机械传动等，克服摩擦等，克服摩擦所消耗的能量所消耗的能量燃料很难全部燃烧，燃料很难全部燃烧，燃料的化学能不能燃料的化学能不能全部释放全部释放机械传热机械传热损失一部损失一部分能
42、量分能量热能真热能真正转变为正转变为对外做功对外做功的部分的部分废气排出带走的能废气排出带走的能量量热机热机中燃中燃料释料释放能放能量的量的主要主要走向走向示意示意图图热机效率热机效率化学能化学能（100100 ）内能内能机械能机械能燃烧不完全燃烧不完全损失的能量损失的能量废气带走废气带走的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电流通过导电流通过导线时发热损线时发热损失的能量失的能量散热损失散热损失的能量的能量发电机发电机蒸汽轮机蒸汽轮机锅炉锅炉散热损失散热损失的能量的能量克服摩擦损克服摩擦损失的能量失的能量电能（电能（3030）火电站能流图火电站能流图由图可知，真正能转变为对外做有用
43、功的能量只是燃料燃由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。烧时所释放能量的一部分。热机运转中，有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的热机运转中，有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：比值称为热机效率，即：热机效率热机效率W W有有Q Q放放100%100%=议一议怎样提高热机的效率？怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧使燃料充分燃烧;尽量减少各种热量损失；尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术；在热机的设计和制造上采用先进的技术；注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗
44、的能量。阻力而额外消耗的能量。热机的效率能达到热机的效率能达到100%100%吗？为什么？吗？为什么？不能达到不能达到100%100%，因为热机中可用于做有用功的能，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失受燃料条件的限制，这部分能量远远小于种热量损失受燃料条件的限制，这部分能量远远小于总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比总能量，所以其与燃料完全燃烧所放出的总能量的比值必然小于值必然小于1 1，即热机效率小于，即热机效率小于100%100%。想一想想一想环境保护热机为人类的发展做出了重大贡献，但
45、也带来热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题：了许多环境污染问题：1.1.对人体健康的直接危害对人体健康的直接危害,硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多氧化硫大得多,可以侵入肺的深部组织可以侵入肺的深部组织,引起肺水肿等疾引起肺水肿等疾病而使人致死。病而使人致死。2.2.引起河流、湖泊的水体酸化引起河流、湖泊的水体酸化,严重影响水生动植物的生严重影响水生动植物的生长。长。3.3.破坏土壤、植被、森林。破坏土壤、植被、森林。4.4.腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料。腐蚀金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料。5.5.渗入地下渗入地下,使水中铝、铜
46、、锌、镉的含量比中性地下水使水中铝、铜、锌、镉的含量比中性地下水中高很多倍。中高很多倍。酸雨的危害讨论交流如何保护我们的环境？如何保护我们的环境？1.1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;2.2.集中供热；集中供热；3.3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；改用气体燃料，普及煤气和天然气；4.4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。充分开发利用污染少和无污染的新能源。1.1.四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消四口之家分别单独使用不同种类的燃料时的平均月消耗分别为：木柴约耗分别为：木柴约200kg200kg，烟煤约，烟煤约80kg80kg，液化石油气约，液化
47、石油气约30kg30kg，煤气约，煤气约60kg60kg。这四种燃料中的热值最高的是。这四种燃料中的热值最高的是()()A.A.液化石油气液化石油气B.B.煤气煤气C.C.烟煤烟煤D.D.木柴木柴A A2.2.航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为航天工业中的火箭是用液态氢作为燃料的，这是因为液态氢具有（液态氢具有（）A.A.较小的质量较小的质量 B.B.较小的密度较小的密度C.C.较大的比热容较大的比热容 D.D.较大的热值较大的热值D D3.柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2 kg柴油能放热 J，这些热通过柴油机的转化能对外做有用功
48、 J。（柴油的热值为3.3107J/kg）4.4.完全燃烧完全燃烧140140克焦炭（焦炭的热值为克焦炭（焦炭的热值为3.03.010107 7J/kg)J/kg)能能放出多少热量？若这些热量的放出多少热量？若这些热量的30%30%被水吸收，则能使被水吸收，则能使30kg 30kg、2020的水温度升高到多少度？的水温度升高到多少度？6.66.610107 7 1.981.9810107 71.1.热值：热值：概念：概念：单位：单位：公式：公式：计算：计算：2.2.热机效率：热机效率：概念：概念：提高热机效率的途径：提高热机效率的途径：具体措施：具体措施：卓越的人的一大优点是：在不利和艰难的遭遇里百折不挠。
