教科版九年级 第二章 改变世界的热机知识点

教科版九年级第二章改变世界的热机

一、内能的获得——燃料的燃烧

燃料燃烧：化学能转化为内能。

二、热值

1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比，叫做这种燃料的热值。

2、单位：J/kg或J/m3

3、关于热值的理解：

①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“燃料”、“完全燃烧”。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，否则燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的

本领大小，也就是说，它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。

3、公式：Q＝mq（q为热值单位J/kg）。Q＝Vq（q为热值单位J/m3,V是气体体积）。

实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。

4、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。

5、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

三、内能的利用

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：利用燃料的燃烧来做功的装置。

能的转化：内能转化为机械能

热机的种类：蒸气机——内燃机（汽油机和柴油机）——汽轮机——喷气式发动机

3、内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转转化化为机械能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。

冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。

4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

(1)做功冲程是气体对外做功，内能减少，这时内能转化为机械能。压缩冲程是对气体压缩做功，气体内能增加，这时机械能转化为内能。

(2)汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。

(3)判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点：

一是气阀门的开与关；二是活塞的运动方向。

吸气冲程: 只有一个气门、活塞向下运动

压缩冲程: 两个气门都关闭、活塞向上运动、机械能转化成内能 做功冲程: 两个气门都关闭、活塞向下运动、内能转化成机械能 排气冲程: 只有一个气门、活塞向上运动 5、热机效率

在实际应用中，燃料很难完全燃烧，所以放出的热量比实际计算出的要少。另外，放出的热量又很难得到全部有效利用，总会有一部分热量损失。例如，用蜂窝煤烧水时，热量损失的部分包括：① 未完全燃烧的部分；② 高温烟气带走的热量；③ 被容器、炉具、周围空气等吸收的热量。 (1)热机的能量流图：

真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

(2)定义：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 (3)公式：η=E 有/Q ×100%。式中，E 有为做有用功的能量；Q 总为燃料完全燃烧释放的能量。 (4)提高热机效率的主要途径

①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。

把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度） 以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量） ②尽量减小各种热散失。

③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。 ④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率

常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45%

6、汽油机和柴油机的比较：

六、能量守恒定律

1、能量的转化与守恒

(1)能量及其存在的形式：如果一个物体能对别的物体做功，我们就说这个物体具有能。自然界有多种形式的能量，如机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等。

(2)能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到另一个物体，如发生碰撞或热传递时；也可以从一种

形式转化为另一种形式，如太阳能电池、发电机等。能量的转化和转移是有方向性的。

(3)能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从

一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。

2、能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还

汽油机

柴油机

不 同 点

构造：

顶部有一个火花塞。 顶部有一个喷油嘴。

吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体

吸入空气 点燃方式 点燃式 压燃式 效率 低

高

应用

小型汽车、摩托车

载重汽车、大型拖拉机

相同点

冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。

一个工作循环经历四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，做功1次。

燃料的

是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

3、“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。