高二物理人教版选修1-2课件：2.3-2.4 热机的工作原理 热力学第二定律
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人教版高中物理选修1-2课件 2 热机的工作原理课件1
课 堂
热机——蒸汽轮机，它利用压强高达数千万帕斯卡的高压水
课
互
时
动 探
蒸气驱动叶轮，带动转子旋转，蒸汽轮机的转速很高，火力
作 业
究
发电站大都采用它．故正确选项为 C.
【答案】 C
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
1．下面关于热机的说法正确的是( )
A．热机的共同特点都是把内能转化为机械能
课 前
B．热机的共同特点都是把内能转化为电能
双 基
导
达
学 只是两者的作用正相反．热机利用吸收的热量的一部分做功， 标
课
堂 同时将另一部分排放；而制冷机则利用外界对它所做的功， 课
互
时
动 探
将待冷却物体中的热量取出，同时向高温物体排放．
作 业
究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
关于“热机”，下列说法中正确的是( )
A．压缩冲程中的能量转化是内能转化为机械能
达 标
课 B、C 两项正确，A、D 两项错误．故正确选项为 B、C.
堂
课
互 动
【答案】 BC
时 作
探
业
究
菜单
课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
新课标 ·物理 选修1-2
1．下列机械中不是热机的是( )
课
A．蒸汽轮机
B．制冷机
新课标 ·物理 选修1-2
课
当
前 自
【解析】 压缩冲程的能量转化是机械能转化为内能， 堂 双
主
基
导 学
而做功冲程是内能转化为机械能；热机产生的噪音，只能被
人教版物理选修1-2精品课件 第二章第四节 热力学第二定律
想一想
自然界中，所有宏观的自发过程都具有单向 性，这个观点对吗？试举例说明．
提示：在整个自然界中，无论有生命的或无生 命的，所有的宏观自发过程都具有单向性，都 有一定的方向性，都是一种不可逆的过程．如 河水向下流，重物向下落，山岳被侵蚀，房屋 衰朽倒塌，人的一生从婴儿到老年到死亡等．
要点探究讲练互动
变化却受到限制．例如：燃烧、扩散现象、山石
滚落、风化、热传递和气体向真空中自由膨胀 等．
二、热机的效率和第二类永动机 1.热机的效率：用 Q1 表示燃料产生的热量，W 表示推动活塞做的功， Q2 表示散发到大气中 W＋Q2 ，η 表示热机效率， 的热量，则 Q1＝________ W ＜ 则 η＝ ，由于 Q1＞W，所以 η___1. Q1
变式训练 2.根据热力学第二定律，下列判断正确的有 ( )
对热力学第二定律的理解
1.在热力学第二定律的表述中，“自发地”、“不 产生其他影响”的涵义 (1)“ 自发地 ” 指明了热传递等热力学宏观现象 的方向性，不需要借助外界提供能量的帮助．
(2)“不产生其他影响”的涵义是发生的热力学
宏观过程只在本系统内完成，对周围环境不 产生热力学方面的影响．如吸热、放热、做 功等．
例2
根据热力学第二定律分析，下列说法
)
中正确的是(
A．热量能够从高温物体传到低温物体，但 不能从低温物体传到高温物体 B．热量能够从高温物体传到低温物体，也 可以从低温物体传到高温物体
C．机械能可以全部转化为内能，但变化的
内能不可以全部转化为机械能 D．机械能可以全部转化为内能，变化的内 能也可以全部转化为机械能
机械能可以全部转化为内能(如一个运动物体
克服摩擦力做功而最终停止运动时，机械能 全部转化为内能)，不管在什么条件下，变化 的内能不可能全部转化为机械能．利用能量 耗散原理即可说明．故C对，D错．
2018版高中物理人教版选修1-2课件：2.3-2.4 热机的工作原理 热力学第二定律
随着科技的不断发展,假如能够使热机没有漏气没有摩擦也没有机 体热量损失,是不是能够使热机效率达100%? 提示:不能。原因是热机的工作物质吸收的热量不能全部用来做 功,如汽车尾气会带走一部分热量。
-8-
三、热机的工作原理 四、热力学第二定律
一 二
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
UBIAODAOHANG HISHI SHULI
热量不能从低温物体传递到高温物体,对吗? 提示:不对。热量能从低温物体传递到高温物体,但要消耗其他 形式的能,也就是这个过程不能自发地进行。
-7-
三、热机的工作原理 四、热力学第二定律
一 二
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
UBIAODAOHANG HISHI SHULI
HONGNAN JVJIAO
-5-
三、热机的工作原理 四、热力学第二定律
一 二
M 目标导航 Z 知识梳理 Z 重难聚焦
UBIAODAOHANG HISHI SHULI
HONGNAN JVJIAO
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
(3)制冷机
制冷机利用外界对它做的功,将待冷却物体中的热量取出,同时 向高温物体排放。制冷的压缩机在电动机等的带动下做功,将蒸气 状的制冷剂压入冷凝器(散热器),制冷剂在冷凝器(散热器)液化,放 出热量;液态的制冷剂进入蒸发区后,通过很细的管道后膨胀、汽 化,这个过程中冷库的温度降低。其后再次进入压缩机,准备下一 次循环过程(如图所示)。
D典例透析 S随堂演练
IANLI TOUXI
UITANGYANLIAN
4.热机的效率和第二类永动机 热机效率用 η 表示,定义为热机所做的功与它所吸收的热量的 比值,即 η=
高二物理热机的工作原理
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附赠 中高考状元学习方法
前
言
高考状元是一个特殊的群体，在许多 人的眼中，他们就如浩瀚宇宙里璀璨夺目 的星星那样遥不可及。但实际上他们和我 们每一个同学都一样平凡而普通，但他们 有是不平凡不普通的，他们的不平凡之处 就是在学习方面有一些独到的个性，又有 着一些共性，而这些对在校的同学尤其是 将参加高考的同学都有一定的借鉴意义。
柴油机 柴油机不靠电火花点火。压缩冲程之后喷入柴油， 柴油在高温压缩空气中可以自燃。
三、制冷机 高温热库
Q吸
高温热库
Q吸
W
Q放
Q放
W
低温热库 动力机
低温热库 制冷机
工作原理
制冷机的压缩机在电动机等的带动下做功，将蒸 气状的制冷剂压入冷凝器（散热器），制冷剂在 冷凝器液化，放出热量；液态的制冷剂进入蒸发 区后，通过很细的管道后膨胀、汽化，这个过程 中冷库的温度降低。其后再次进入压缩机，准备 下一次循环过程。
曹杨二中高三(14)班学生 班级职务：学习委员 高考志愿：北京 大学中文系 高考成绩：语文121分数学146分 英语146分历史134分 综合28分总分 575分 (另有附加分10 分)
上海高考文科状元--常方舟
“我对竞赛题一样发怵” 总结自己的成功经验，常方舟认为学习的高 效率是最重要因素，“高中三年，我每天晚 上都是10:30休息，这个生活习惯雷打不动。 早晨总是6:15起床，以保证八小时左右的睡 眠。平时功课再多再忙，我也不会‘开夜 车’。身体健康，体力充沛才能保证有效学 习。”高三阶段，有的同学每天学习到凌晨 两三点，这种习惯在常方舟看来反而会影响 次日的学习状态。每天课后，常方舟也不会 花太多时间做功课，常常是做完老师布置的 作业就算完。
高二物理热机的工作原理
自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用， 在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。 至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进 的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。 1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有 30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视， 开创了铁路时代。
2、工作物质：水蒸气
3、能量变化：化学能→内能→机械能
二、内燃机和燃气轮机
1、燃料在汽缸内燃烧，直接利用汽缸内生 成的高温高压气体推动活塞做功，这样的热 机叫做内燃机。 2、汽油机、柴油机等都是内燃机
汽油机
吸气和压缩冲程：空 气进入汽缸，并受到 压缩。汽油机在吸气 冲程吸入的的是汽油 与空气的混合物，在 压缩冲程结束时由电 火花点火。
做功冲程：汽油燃 烧后形成高温高压 气体，推动活塞做 功。这一过程中燃 气的温度下降，压 强减小。
排气冲程：做功之 后，飞轮由于惯性 继气冲程做准 备。
柴油机
柴油机不靠电火花点火。压缩冲程之后喷入柴油， 柴油在高温压缩空气中可以自燃。
三、制冷机 高温热库
19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电 站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率 达五兆瓦的蒸汽机电站。 直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来 才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
1、蒸汽机的工作原理 锅炉中的水受热变成水蒸气,水蒸气经管道进 入汽室,通过滑动阀控制,蒸汽轮流着从两汽路 进入汽缸,驱动活塞往复运动,对外做功.
Q吸
高温热库
Q吸
W
Q放
Q放
W
低温热库 动力机
低温热库 制冷机
工作原理
制冷机的压缩机在电动机等的带动下做功，将蒸 气状的制冷剂压入冷凝器（散热器），制冷剂在 冷凝器液化，放出热量；液态的制冷剂进入蒸发 区后，通过很细的管道后膨胀、汽化，这个过程 中冷库的温度降低。其后再次进入压缩机，准备 下一次循环过程。
物理选修【1-2】第2章-第3节《热机的工作原理》ppt课件
课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究
①蒸汽机的工作原理
锅炉中的水受热变成水蒸气，水蒸气经管道进入汽室，
通过 滑动阀 控制，蒸汽轮流着从两个汽路进入汽缸，驱动
活塞 往复运动，对外做功．
在本模块中，学生将学习算法初步、统计、概率的基础知识。1．算法是数学及其应用的重要组成部分，是计算科学的重要基础。随着现代信息技术飞速发展，算法在科 学技术、社会发展中发挥着越来越大的作用，并日益融入社会生活的许多方面，算法思想已经成为现代人应具备的一种数学素养。中学数学中的算法内容和其他内容是密 切联系在一起的，比如线性方程组的求解、数列的求和等。具体来说，需要通过模仿、操作、探索，学习设计程序框图表达解决问题的过程，体会算法的基本思想和含义， 理解算法的基本结构和基本算法语句，并了解中国古代数学中的算法。在本教科书中，首先通过实例明确了算法的含义，然后结合具体算法介绍了算法的三种基本结构：
当 堂 双 基 达 标
课 时 作 业
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
蒸汽机和蒸汽轮机
课
当
前 自
1.基本知识
堂 双
主
基
导 学
(1)热机的定义
达 标
课
通过燃烧使燃料中的化学能变成工作物质的内能 ，再消
堂
课
互 动
耗工作物质的内能 而对外做功的动力机械．
时 作
探
业
究
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
(2)蒸汽机和蒸汽轮机
新课标 ·物理 选修1-2
三 热机的工作原理
课 前 自 主 导 学
课 堂 互 动 探 究
课标解读
重点难点
1.了解蒸汽机和内燃机的 工作原理.
高二物理热机的工作原理
程：汽油燃 烧后形成高温高压 气体，推动活塞做 功。这一过程中燃 气的温度下降，压 强减小。
排气冲程：做功之 后，飞轮由于惯性 继续转动，带动活 塞把汽缸中的废气 排出，为下一个循 环的进气冲程做准 备。
柴油机
柴油机不靠电火花点火。压缩冲程之后喷入柴油， 柴油在高温压缩空气中可以自燃。
三、制冷机 高温热库
自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用， 在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。 至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进 的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。 1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有 30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视， 开创了铁路时代。
2、工作物质：水蒸气
3、能量变化：化学能→内能→机械能
二、内燃机和燃气轮机
1、燃料在汽缸内燃烧，直接利用汽缸内生 成的高温高压气体推动活塞做功，这样的热 机叫做内燃机。 2、汽油机、柴油机等都是内燃机
汽油机
吸气和压缩冲程：空 气进入汽缸，并受到 压缩。汽油机在吸气 冲程吸入的的是汽油 与空气的混合物，在 压缩冲程结束时由电 火花点火。
19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电 站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率 达五兆瓦的蒸汽机电站。 直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来 才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
1、蒸汽机的工作原理 锅炉中的水受热变成水蒸气,水蒸气经管道进 入汽室,通过滑动阀控制,蒸汽轮流着从两汽路 进入汽缸,驱动活塞往复运动,对外做功.
高中物理新人教版 选修１-2系列课件
第二章《能量的守恒与耗散》
第三节 《热机的工作原理》
教学目标
1、蒸汽机的工作原理 工作物质：水蒸气
排气冲程：做功之 后，飞轮由于惯性 继续转动，带动活 塞把汽缸中的废气 排出，为下一个循 环的进气冲程做准 备。
柴油机
柴油机不靠电火花点火。压缩冲程之后喷入柴油， 柴油在高温压缩空气中可以自燃。
三、制冷机 高温热库
自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用， 在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。 至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进 的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。 1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有 30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视， 开创了铁路时代。
2、工作物质：水蒸气
3、能量变化：化学能→内能→机械能
二、内燃机和燃气轮机
1、燃料在汽缸内燃烧，直接利用汽缸内生 成的高温高压气体推动活塞做功，这样的热 机叫做内燃机。 2、汽油机、柴油机等都是内燃机
汽油机
吸气和压缩冲程：空 气进入汽缸，并受到 压缩。汽油机在吸气 冲程吸入的的是汽油 与空气的混合物，在 压缩冲程结束时由电 火花点火。
19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电 站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率 达五兆瓦的蒸汽机电站。 直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来 才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
1、蒸汽机的工作原理 锅炉中的水受热变成水蒸气,水蒸气经管道进 入汽室,通过滑动阀控制,蒸汽轮流着从两汽路 进入汽缸,驱动活塞往复运动,对外做功.
高中物理新人教版 选修１-2系列课件
第二章《能量的守恒与耗散》
第三节 《热机的工作原理》
教学目标
1、蒸汽机的工作原理 工作物质：水蒸气
高中物理选修【1-2】第2章-第3节《热机的工作原理》ppt课件(共38张PPT)
2.搬走一些民营企业遇到的“融资的高 ”,不能仅满足于解决短 期问题,而应着眼于推进民营经济高质量发展。w市引导 融活 水,滋润民营经济:发展“ 融+消费”刺激居民消费潜力,化解供 需矛盾,助力民营经济扩大市场空间,倒逼企业改善供给、转型 发展;完善绿色信贷体系,为民营经济绿色发展项目筑起信贷 资源的“蓄水池”;鼓励银行、保险、担保等机构深度参与民营 企业创新发展;缩短融资链条,持续减费让利,禁止 融机构收取 小微企业贷款承诺费、资 管理费、财务顾问费和咨询费等。
结合材料，用经济生活知识，说明如何不断增强人 民的获得感、幸福感。
①贯彻落实新发展理念，推动高质量发展，优化供给结构，提高供 给质量，在经济社会持续健康发展中保障和改善民生。
②坚持和完善以公有制为主体、多种所有制经济共同发展的基本经 济制度，让各种所有制经济在市场竞争中相互促进，共同发展。
③坚持按劳分配为主、多种分配方式并存的分配制度，继续完善按 生产要素分配的原则。
④增加居民收入，保护劳动所得，鼓励勤劳守法致富，坚持在经济 增长的同时实现居民收入同步增长、在劳动生产率提高的同时实现 劳动报酬同步提高。
⑤履行好政府再分配调节职能，扩中增低调高，再分配更加合理有序；完善 社会保障体系，推进基本公共服务均等化，缩小收入分配差距。 ⑥充分发挥市场在资源配置中的决定性作用，拓宽投资渠道，保护劳动者的 合法权益和公民的合法财产，创造条件让更多群众拥有财产性收入。
③发展现代 融业,深化 企合作,支持、参与企业创新 发展,增强民营经济的市场竞争力。 ④优化、创新 融服务,降低民营经济融资成本,为提质 增效注入活力。
3.当前，人们的需求日益呈现出个性化、品质化、体验化等特征。 越来越多的零售企业加快推进业态创新，积极打通线上线下和上 游下游，促进多业态、跨行业、聚合式、协同化深度融合。如缤 果盒子、淘咖啡等探索无人货架和无人便利店，提高购买效率； 永辉超级物种店推出“超市+餐饮”新模式；阿里联手百联、银泰、 大润发，加速线上线下融合……
人教版高中物理课件-热力学第二定律
有機體熱量損失,是不是能使熱機的效率達到100%?
提示:不能,這是因為由熱力學第二定律可知熱機的工作物質吸
收的熱量不能完全用來對外做功。
-8-
目标导航
知识梳理
重难聚焦
典例透析
一、對熱力學第二定律的理解
1.對熱力學第二定律表述的理解
在熱力學第二定律的表述中,正確地理解“自發地”“不產生其他
影響”的確切含義是理解熱力學第二定律的關鍵所在。
力學第二定律
D.以上三種說法都不正確
-19-
目标导航
類型一
知识梳理
重难聚焦
典例透析
類型二
點撥:熟記熱力學第二定律的兩種表述並準確理解其含義是正確
處理此類問題的關鍵。
解析:由於氣體始終通過汽缸壁與外界接觸,外界溫度不變,活塞
杆與外界連接並使其緩慢地向右移動過程中,有足夠時間進行熱交
換,所以汽缸內的氣體溫度也不變。要保持其內能不變,該過程氣
右移动,气体膨胀对外做功。已知理想气体的内能只与温度有关,则
下列说法正确的是(
)
-18-
目标导航
類型一
知识梳理
重难聚焦
典例透析
類型二
A.氣體是從單一熱庫吸熱,全用來對外做功,因此此過程違反熱力
學第二定律
B.氣體是從單一熱庫吸熱,但並未全用來對外做功,因此此過程不
違反熱力學第二定律
C.氣體是從單一熱庫吸熱,全部用來對外做功,但此過程不違反熱
第二定律卻說明這一熱量不可能在不引起其他變化的情況下完全
變成功。
2.關於熱量的傳遞
熱力學第一定律說明,熱量可以從高溫物體自動傳向低溫物體,
而熱力學第二定律卻說明熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物
提示:不能,這是因為由熱力學第二定律可知熱機的工作物質吸
收的熱量不能完全用來對外做功。
-8-
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知识梳理
重难聚焦
典例透析
一、對熱力學第二定律的理解
1.對熱力學第二定律表述的理解
在熱力學第二定律的表述中,正確地理解“自發地”“不產生其他
影響”的確切含義是理解熱力學第二定律的關鍵所在。
力學第二定律
D.以上三種說法都不正確
-19-
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類型一
知识梳理
重难聚焦
典例透析
類型二
點撥:熟記熱力學第二定律的兩種表述並準確理解其含義是正確
處理此類問題的關鍵。
解析:由於氣體始終通過汽缸壁與外界接觸,外界溫度不變,活塞
杆與外界連接並使其緩慢地向右移動過程中,有足夠時間進行熱交
換,所以汽缸內的氣體溫度也不變。要保持其內能不變,該過程氣
右移动,气体膨胀对外做功。已知理想气体的内能只与温度有关,则
下列说法正确的是(
)
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類型一
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典例透析
類型二
A.氣體是從單一熱庫吸熱,全用來對外做功,因此此過程違反熱力
學第二定律
B.氣體是從單一熱庫吸熱,但並未全用來對外做功,因此此過程不
違反熱力學第二定律
C.氣體是從單一熱庫吸熱,全部用來對外做功,但此過程不違反熱
第二定律卻說明這一熱量不可能在不引起其他變化的情況下完全
變成功。
2.關於熱量的傳遞
熱力學第一定律說明,熱量可以從高溫物體自動傳向低溫物體,
而熱力學第二定律卻說明熱量不能自動地從低溫物體傳向高溫物
人教版 选修1-2 高二物理 第二章 2.4热力学第二定律 教学课件(共39张PPT)[优质实用版课件]
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7. 什么是第二类永动机?为什么第二类永动 机不可能造成?第一类永动机和第二类永动 机各自违反了什么定律？
答：1）能够从单一热源吸收热量并把它全部用来 做功，而不引起其他变化的热机称为第二类永动 机。 2）第二类永动机不可能制成的原因是因为机械能 和内能转化过程具有方向性，尽管机械能可以全 部转化为内能，但内能却不能全部转化为机械能， 而不引起其他变化。 3）第一类永动机违反了能量守恒定律。第二类永 动机违反了执力学第二定律。
习题解答
1.解：这种说法是对热力学第二定律的片面理 解。热力学第二定律的一种表述是：不可能从 单一热源吸收热量并把它全部用来做功，而不 引起其它的变化。理解这句话的关键是后半句 话：不引起其他的变化。若考虑引起其他变化， 则热全部转化为功是有可能发生的。
2.解：自然界中的许多宏观过程都是自行发生 的。如气体扩散过程，水在重力作用下从高处 向低处流，热量自发的从高温物体向低温物体 传递等。
理解 热机的效率的理解
热机工作原理图
（l）热机做的功W和 它从热源吸收的热量Q的 比值叫做热机的效率
=W/Q1
（2）热机的效率不 可能达到100％
内燃机中汽缸中气 体燃烧产生热量Q1
推动活 塞做功
W
外界
排出废 气，同 时散失 热量Q2
要点 第二类永动机
曾经有人设计一类机器，希望它从高温热库 （例如锅炉）吸取热量后全部用来做功，不向 低温热库排出热量。这种机器的效率不是可以 达到100%了吗？这种机器不违背能量守恒定 律，但是都没有成功。人们吧这种只从单一热 库吸热，同时不间断的做功的永动机叫第二类 永动机。
1851年，开尔文又提出：不可能从单一 热源取热，使之完全变为有用功而不产生其 他影响；或不可能用无生命的机器把物质的 任何部分冷至比周围最低温度还低，从而获 得机械功。这就是热力学第二定律的“开尔 文表述”。
高二物理热机的工作原理
做功冲程：汽油燃 烧后形成高温高压 气体，推动活塞做 功。这一过程中燃 气的温度下降，压 强减小。
排气冲程：做功之 后，飞轮由于惯性 继续转动，带动活 塞把汽缸中的废气 排出，为下一个循 环的进气冲程做准 备。
柴油机
柴油机不靠电火花点火。压缩冲程之后喷入柴油， 柴油在高温压缩空气中可以自燃。
三、制冷机 高温热库
2、工作物质：水蒸气
3、能量变化：化学能→内能→机械能
二、内燃机和燃气轮机
1、燃料在汽缸内燃烧，直接利用汽缸内生 成的高温高压气体推动活塞做功，这样的热 机叫做内燃机。 2、汽油机、柴油机等都是内燃机
汽油机Βιβλιοθήκη 吸气和压缩冲程：空 气进入汽缸，并受到 压缩。汽油机在吸气 冲程吸入的的是汽油 与空气的混合物，在 压缩冲程结束时由电 火花点火。
19世纪末，随着电力应用的兴起，蒸汽机曾一度作为电 站中的主要动力机械。1900年，美国纽约曾有单机功率 达五兆瓦的蒸汽机电站。 直到20世纪初，它仍然是世界上最重要的原动机，后来 才逐渐让位于内燃机和汽轮机等。
1、蒸汽机的工作原理 锅炉中的水受热变成水蒸气,水蒸气经管道进 入汽室,通过滑动阀控制,蒸汽轮流着从两汽路 进入汽缸,驱动活塞往复运动,对外做功.
自18世纪晚期起，蒸汽机不仅在采矿业中得到广泛应用， 在冶炼、纺织、机器制造等行业中也都获得迅速推广。 至1807年，美国的富尔顿制成了第一艘实用的明轮推进 的蒸汽机船“克莱蒙脱”号。 1829年创造了“火箭”号蒸汽机车，该机车拖带一节载有 30位乘客的车厢，时速达46公里/时，引起了各国的重视， 开创了铁路时代。
高中物理新人教版 选修１-2系列课件
第二章《能量的守恒与耗散》
第三节 《热机的工作原理》
相关主题
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J 基础知识 Z 重点难点
ICHU ZHISHI
HONGDIAN NANDIAN
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思考随着科技的不断发展,假如能够使热机没有漏气、没有摩擦、 也没有机体热量损失,是不是能够使热机的效率达到 100%? 提示:不能,原因是热机的工作物质吸收的热量不能全部用来做功,如汽 车尾气会带走一部分热量。
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三、热机的工作原理 四、热力学第二定律
一 二
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3.热力学第二定律 (1)两种表述 表述一 :不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。 这是按热传导的方向性来表述的。 表述二 :不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其 他变化。 这是按机械能与内能转化过程的方向性来表述的,它也可以表述为 : 不可能制成第二类永动机。 (2)意义 热力学第二定律揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程的方向性,是 独立于热力学第一定律的一个重要自然规律,它对于我们认识自然和利用 自然具有重要指导意义。
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思考结合电冰箱的工作情况想一下,热传递的方向性是否说明“热 量不能从低温物体流向高温物体”?
提示:不能,这是因为热量能从低温物体流向高温物体,只不过不能自发 进行,需要外界帮助(如消耗电能) 罢了。
������ ������吸
(2)第二类永动机 ①概念 :人们把仅从单一热库吸热,同时不间断地做功的永动机叫作第 二类永动机。 ②第二类永动机不可能制成,表示机械能与内能的转化过程具有方向 性 :机械能可以全部转化为内能,但内能却不能全部转化为机械能而不引起 其他变化。
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三、热机的工作原理 四、热力学第二定律
三、热机的工作原理 四、热力学第二定律
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情境导入 有人提出这样一种设想,发明一种热 机,用它把物体与地面摩擦所产生的热量 都吸收过来并对物体做功,将内能全部转 化为动能,使因摩擦停止运动的物体在地 面上重新运动起来,而不引起其他变化。 这是一个非常诱人的设想,并且这种设想 也不违背能量守恒定律,如果真能造出这 样的热机,“能源问题”也就解决了。同学 们想一下,这样的热机能制成吗?为什么? 提示:不能制成,因为它违背了热力学第 二定律。
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探究一 探究二
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题后反思 知道压缩、做功冲程,进气门和排气门都关闭,吸
气和排气冲程一定有一个气门打开,再根据活塞的上、下运动方向来确定。
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(2)内燃机和燃气轮机 ①内燃机的概念 :汽车上的汽油机、柴油机,燃料在汽缸内燃烧,直接利 用汽缸内生成的高温高压气体推动活塞做功,这样的热机叫作内燃机。 ②内燃机的工作循环过程 :包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程(如 图所示)。
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对热力学第二定律的理解
●问题导引● 设想在一间与外界绝热的房间里,有一台正在工作的冰箱,如果冰箱门 是开着的,那么室内的温度将如何变化?为什么? 提示:升高。这是因为冰箱内的热量传到房间内,对于房间而言,总内能 不变,但是由于热量由低温物体( 冰箱) 传到高温物体( 房间) 时不能自发进行, 需要借助外界的帮助,即消耗电能,而消耗的电能最终转化为内能,所以房间 内的温度会升高。
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【例题 1 】 单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示。下列关 于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是( )
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●名师精讲● 1.自然过程的方向性 (1)自然过程 自发的、不受外来干扰进行的过程叫自然过程。 (2)认识自然过程的方向性 ①热传导具有方向性 :两个温度不同的物体相互接触时,热量会自发地 从高温物体传到低温物体,而低温物体不可能自发地将热量传给高温物体。 要实现低温物体向高温物体传递热量,必须借助外界的帮助,因而产生其他 影响或引起其他变化。
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2.热机与制冷机的联系与区别 广义地讲,制冷机跟蒸汽机、内燃机一样都属于热机,只是两者的作用 正好相反。 热机利用吸收的热量的一部分做功,同时将另一部分排放(图甲); 而制冷机则利用外界对它所做的功,将待冷却物体中的热量取出,同时向高 温物体排放(图乙) 。
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二、热力学第二定律
1.自然过程的方向性 大量事实表明,自然界里自动发生的实际过程,都有方向性,也就是自然 过程的不可逆性。例如,热传递过程具有不可逆性:两个温度不同的物体互 相接触,热量总是从高温物体流向低温物体,直到两个物体的温度相等。从 来没有发生过热量从低温物体自发地流向高温物体的现象。
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提示:广义地讲,蒸汽机、内燃机、制冷机都属于热机。 由于活塞式内燃机的螺旋桨叶转得越快,它所受到的阻力也就越大,效 率就低。所以它的速度不能超过 211 m/s 。因此飞行的高度及速度都受到 限制。 喷气式飞机的燃料在燃气轮机的燃烧室内燃烧后,产生高温高压的气 体,这种气体从尾部以极高的速度喷出,同时产生反作用力,推动机身向前运 动。 喷气发动机的作用是直接产生反冲推力,把燃料的化学能转变为燃气的 动能和飞机前时的机械能,而不需要通过能量转变的中间结构,如活塞、螺 旋桨等,减少了能量的损失,从而提高飞机的飞行速度。所以喷气式飞机采 用燃气轮机提供动力。
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②蒸汽轮机利用压强高达数千万帕斯卡的高压水蒸气驱动叶轮,带动 轮子旋转(如图乙所示)。
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●名师精讲● 1.对热机的理解 (1)从广义上看 工作物质:水蒸气 蒸汽机、蒸汽轮机 工作原理:水—水蒸气—驱动 活塞对外做功 缺点:效率很低 热机 内燃机、燃气轮机 吸气冲程 汽油机 柴油机 冰箱 空调 四个冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 制冷机 制冷原理
-11-三、热机的工作原理 四、热力 Nhomakorabea第二定律
探究一 探究二
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对热机的工作原理的理解
●问题导引● 广义地讲,热机的种类有哪些 ?为什么喷气式飞机采用燃气轮机,而不 用普通的内燃机?
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(2)从能量的角度看 蒸汽机、 内燃机是通过燃烧燃料,将燃料的化学能变成工作物质的内能, 再消耗工作物质的内能而对外做功,将工作物质的内能转化成机械能,即利 用吸收的热量的一部分做功,同时将另一部分排放。 制冷机则利用外界对它所做的功,将待冷却物体中的热量取出,同时向 高温物体排放热量。
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3.热力学第二定律 (1)两种表述 表述一 :不可能使热量由低温物体传递到高温物体,而不引起其他变化。 这是按热传导的方向性来表述的。 表述二 :不可能从单一热源吸收热量并把它全部用来做功,而不引起其 他变化。 这是按机械能与内能转化过程的方向性来表述的,它也可以表述为 : 不可能制成第二类永动机。 (2)意义 热力学第二定律揭示了自然界中涉及热现象的宏观过程的方向性,是 独立于热力学第一定律的一个重要自然规律,它对于我们认识自然和利用 自然具有重要指导意义。
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提示:不能,这是因为热量能从低温物体流向高温物体,只不过不能自发 进行,需要外界帮助(如消耗电能) 罢了。
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(2)第二类永动机 ①概念 :人们把仅从单一热库吸热,同时不间断地做功的永动机叫作第 二类永动机。 ②第二类永动机不可能制成,表示机械能与内能的转化过程具有方向 性 :机械能可以全部转化为内能,但内能却不能全部转化为机械能而不引起 其他变化。
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(2)内燃机和燃气轮机 ①内燃机的概念 :汽车上的汽油机、柴油机,燃料在汽缸内燃烧,直接利 用汽缸内生成的高温高压气体推动活塞做功,这样的热机叫作内燃机。 ②内燃机的工作循环过程 :包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程(如 图所示)。
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1.自然过程的方向性 大量事实表明,自然界里自动发生的实际过程,都有方向性,也就是自然 过程的不可逆性。例如,热传递过程具有不可逆性:两个温度不同的物体互 相接触,热量总是从高温物体流向低温物体,直到两个物体的温度相等。从 来没有发生过热量从低温物体自发地流向高温物体的现象。
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提示:广义地讲,蒸汽机、内燃机、制冷机都属于热机。 由于活塞式内燃机的螺旋桨叶转得越快,它所受到的阻力也就越大,效 率就低。所以它的速度不能超过 211 m/s 。因此飞行的高度及速度都受到 限制。 喷气式飞机的燃料在燃气轮机的燃烧室内燃烧后,产生高温高压的气 体,这种气体从尾部以极高的速度喷出,同时产生反作用力,推动机身向前运 动。 喷气发动机的作用是直接产生反冲推力,把燃料的化学能转变为燃气的 动能和飞机前时的机械能,而不需要通过能量转变的中间结构,如活塞、螺 旋桨等,减少了能量的损失,从而提高飞机的飞行速度。所以喷气式飞机采 用燃气轮机提供动力。
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(2)从能量的角度看 蒸汽机、 内燃机是通过燃烧燃料,将燃料的化学能变成工作物质的内能, 再消耗工作物质的内能而对外做功,将工作物质的内能转化成机械能,即利 用吸收的热量的一部分做功,同时将另一部分排放。 制冷机则利用外界对它所做的功,将待冷却物体中的热量取出,同时向 高温物体排放热量。