3.5.3 物体的内能（25张ppt）

(共25张PPT)
第三课时 热机与热值
蒸汽机的锅炉与汽缸分离，是“外燃机”
锅炉
汽缸
缺点：
体积庞大 车身笨重
热损失大 效率很低
热机有共同特点：通过做功把内能转化为机械能。
蒸气机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机等
一、热机
在汽车上用的动力装置绝大多数属于内燃机。
二、内燃机
内燃机分类：汽油机和柴油机
以汽油为燃料的叫汽油机
以柴油为燃料的叫柴油机
三、汽油机的工作原理
汽油机的剖面图
汽油机由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
三、汽油机的工作原理
冲程——活塞在汽缸内往复运动时，
从汽缸一端运动到另一端的过程
多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
第一个冲程——吸气冲程
进气门打开，排气门关闭
活塞由上端向下端运动
汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
第二个冲程——压缩冲程
进气门和排气门都关闭
活塞向上运动
机械能转化为内能
燃料混合物被压缩
第三个冲程——做功冲程
●在压缩冲程末火花塞产生电火花
使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气
●高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动
●燃气的内能转化为活塞的机械能
●进气门和排气门都关闭
第四个冲程——排气冲程
进气门关闭，排气门打开
活塞向上运动
把废气排出汽缸
图1
图4
你能写出对应冲程的名称吗？
图2
图3
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
压缩冲程
一个工作循环，活塞往复两次，
飞轮转动两周，做功一次
1.在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2．哪个冲程使汽车获得动力？
做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性。
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
压缩冲程
做功冲程
机械能转化为内能
内能转化为机械能
排气冲程
思考与讨论
在一辆汽车的发动机中有多只汽缸，如四只、六只或八只汽缸，每一只汽缸都循环往复地重复“ 四个冲程”。
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活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
4只汽缸
例1 常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中机械能转化为内能的是 冲程。
压缩
1．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ）
A．压强增大，温度降低
B．压强减小，温度升高
C．压强增大，温度升高
D．压强减小，温度降低
C
3. 科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，第五冲程是________冲程，这一冲程将______能转化成__________能。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是__________冲程。
做功
内
机械
排气
四、柴油机与汽油机的区别
压燃式
喷油嘴
柴油机
空气
种类 汽油机 柴油机
结构 火花塞 喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸入物质 吸入汽油和空气 只吸入空气
点火方式 点燃式 压燃式
应用 小汽车、飞机 坦克、机车、拖拉机、
汽油机比柴油机轻巧；柴油机比汽油机效率高。
汽油机的效率一般为20%~30%，柴油机的效率可达45%。提高热机效率，减少能源消耗，是人类不懈的追求。
热机的广泛使用，极大改变了人类的生活和工作方式。但是，热机在使用过程都要排出废气，严重污染了空气，减少热机中有害物质的排放量，已成为人类保护环境的重要举措。
2. 根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（ ）
汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一
个喷油嘴
B. 汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的
混合
C. 吸气冲程是内能转化为机械能
D. 压缩冲程是内能转化为机械能
A
C
2. 汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
五、燃料的热值
热值 : 1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
热值单位：焦每千克；符号：J/kg。
气体燃料：J/m3。
q : 燃料的热值
Q ：燃料完全燃烧放出的热量
m: 燃料的质量
V ：气体燃料的体积
q : 燃料的热值
Q：燃料完全燃烧放出的热量
m: 燃料的质量
m：固体/液体燃料的质量
汽油的热值为多大？说出表示的意义。
4.6×107焦/千克
1千克汽油完全燃烧时所放出的热量是 4.6×107焦
五、燃料的热值——有关热值的计算
【例3】已知酒精的热值是3.0x107焦/千克，则完全燃烧20克酒精放出的热量是多少？
Q =
q m
=
3.0x107焦/千克
×0.02千克
=
6 x105焦
变式： 如果这些热量用于加热2千克20 ℃的冷水，假设60%被水吸收，则能使水温达到多少℃？
Δt水 =
c水 m水
Q吸
=
6×105 焦
4.2×103 焦/(千克.℃)×2千克
×60%
≈ 42.9 ℃
t =
+
t0
Δt水
=
20 ℃
+ 42.9 ℃
=
62.9 ℃
【练习】如果汽车一天使用了50升汽油，已知汽油的密度为0.8×103千克/米3，已知汽油的热值是4.6x107焦/千克，计算放出多少热量？
m =
ρv
=
0.8×103千克/米3×0.05米3
=
40千克
Q =
q m
=
4.6x107焦/千克
×40千克
=
1.84 x109焦
例 关于燃料的热值正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关
B．燃料的热值与燃料的种类有关
C．燃料的热值与燃料的多少有关
D．燃料的热值与上面三个因素都有关
B
例 对于燃料的热值，下列说法中，正确的是 (　　 )
　　A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
　　B．燃料没燃烧时就没有热值
　　C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值， 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关
　　D．容易燃烧的燃料热值一定大
C
homework
1.作业本A.P46-47；
2.练习卷一张（两面都做）
3.订正昨天的计算题