十四章内能的利用学生.doc
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第十四章《内能的利用》
第一节?热机
1、内能的利用方式:⑴?利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。⑵?利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能。??
2、热机:?
定义:热机是利用内能来做功,把 转化为 的机器。?热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等???
内燃机:燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。
分类: 和 。
冲程:内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程。?
四冲程内燃机包括四个冲程: 、 、 、 。?
内燃机工作过程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为 ,每个工作循环曲轴转 周,活塞上下往复 次,做功 次。?
在这四个冲程中只有 是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠 来完成的。?
压缩冲程将机械能转化为内能。
?做功冲程是由内能转化为机械能。
5、汽油机和柴油机的比较:?
第二节:热机?
1、热机:?
定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。?热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等?
2、内燃机:?
内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。?
四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。?
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。?
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。?
压缩冲程将机械能转化为内能。
?做功冲程是由内能转化为机械能。?????
①汽油机工作过程:
?
?
?
?
②柴油机工作过程:?
?
3、汽油机和柴油机的比较:??
???①汽油机的气缸顶部是火花塞;??????柴油机的气缸顶部是喷油嘴。?
②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;?柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。?③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;?柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。?
④柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。?⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
?4、热值?
燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。?
定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号q表示。?单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳
?
3?
每立方米(J/m3)。?
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。?公式:、??
①Q=qm?????m=Q?q?????q=Q
?m
??
Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每千克(J/kg);m——燃
料质量——千克(kg)。?
?????②Q=qV?????V=Q?q??????q=Q
?V
??
Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每立方米(J/m3);V——
燃料体积——立方米(m3
)。?
物理意义:酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。?
煤气的热值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。
热机的效率
热值:
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。单位:J/kg,酒精的热值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。 关于热值的理解:
① 注重 “1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg:如果燃料的质量不是1kg,那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料:说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧:表明要完全烧尽
② 热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积等均无关。
2、热值公式:Q=mq或Q=Vq(其中m为燃料的质量,V为燃料的体积,q为燃料的热值)。 火箭常用液态氢做燃料,是因为:液态氢的热值大,体积小便于储存和运输
3、 热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 公式:η=W有用/ Q总= W有用/qm
4、 热机效率低的原因:第一,燃料并未完全燃烧;第二,热机工作的排气冲程要将废气排
出,而排出的气体中还具有内能,另外气缸壁等也会传走一
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