第十二章内燃机工作过程计算
第十二章内燃机工作过程计算
第十二章 内燃机工作过程计算
第一节 内燃机计算模型 第二节 柴油机实际工作过程的循环数值计算
一. 基本微分方程 二. 气缸内实际工作过程的计算 三. 进、排气系统内过程的计算
第三节 汽油机实际工作过程的循环数值计算 内燃机工作过程三维仿真
目的与要求：
1.熟悉内燃机简单的工作过程计算法及有关因素的考虑方法 2.熟悉内燃机缸内燃烧及进排气总管内流动计算的方法 3.熟悉汽油机采用双区模型的原因及处理方法
K
0.0698 p 气体压力，bar
T 气体温度，K
工质物性参数=f(T，λ )
② 瞬态定容平均比热容Cvm
0.0485 6 cm 0.14455 3 0.0975 0.75 T 273 10 3.36 2 7.768 0.8 T 273 10 4 46 .4 2 489 .6 0.93 T 273 10 , k J /(k g K )
第一节 内燃机计算模型
本章主要以柴油机的单区模型、汽油机的双区模型为基 础简单介绍其工作过程计算。
简单工作过程计算的意义： （1）是基础，任何内燃机工作过程、性能计算其基 础问题是一样的。各阶段的处理特点也相同。初始 参数、边界条件的选取也一样。 （2）简单工作过程计算对预测内燃机总体性能参数 （如：功率、转矩、油耗率等）精度很高，是新机 型设计初期必需的研究工作。 （3）可以对发动机的调整特性进行较高精度的研究。
★
基本方程分析
dT/d=1/(m∂u/∂T)*( dQB/d+ dQW/d-pdV/d+ hsdms/d+ +hdme/d-udm/d-m∂u/∂λ *dλ /d)
第十二章第三节内燃机
8． 一台汽油机， 活塞面积是 50cm ， 活塞行程为 25cm， 做功冲程中燃气产生的平均压强为 7． 84 ×105Pa，那么该汽油机在一个工作循环中对外做的功是（ A.19．6J B．980J C．78．4J
2
）
D.7840J
9.一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为 600cm ，活塞的行程是 100mm，做功冲程的平均 压强是 3．5 ×10 Pa.，求： (1）做功冲程中气体做的功（2）若柴油机每分钟完成 500 个工 作循环，则柴油机的功率多大？
阅读课本认 识内燃机及 最常见的内 燃机。 。
培养学 生的自 学能力
二 汽油机 1 认识汽油机 活动 3：
出示汽油机模 型并借助课件 认识汽油机结 构。 针对问题看 书自学。 观察 模型和课件 认识汽油机 的主要构造。
看课本图 12-21，认识汽油机的构造。 2 了解汽油机的工作原理
。
活动:4：看教材图 12-22 讨论：这四个冲程中能量 是如何转化的？汽油机在做功冲程中是如何点火的？ 并将四个冲程的名称及各冲程的特点填在下图中。
学生观看图 片并思考交 流 思考总结本 节所学所感 所悟合作释 疑
培养学 生环保 意识 通过总 结、梳理 知识，有 利于知 识体系 的形成，
2、你还有哪些疑惑？怎样释疑？
引导学生总结 本节的收获。提 出存在的疑问。
五、当堂达标检测 1.在内燃机的四个冲程中，其中把机械能转化为内能 的是（ ） B．压缩冲程 C．做功冲程
六、课后作业： (1) 简述四冲程内燃机的工作过程。 (2)回答下列问题： ①内燃机的四个冲程顺序能颠倒吗?为什么? ②内燃机一个工作循环活塞往复运动几次?曲轴转动几 周? 七、板书设计 12.3 内燃机 一热机 1、定义 2、能量转化 二、汽油机 1 构造 2 工作原理 三、柴油机 1 构造 2 工作原理
内燃机的计算公式
内燃机的计算公式内燃机这玩意儿，咱可得好好说道说道它的计算公式。
先来说说内燃机的工作原理哈，简单来讲就是燃料在气缸里燃烧，产生高温高压气体，推动活塞做功。
这过程中涉及的计算公式那可不少。
比如说，功率的计算公式 P = W / t ，这里的 P 表示功率，W 表示功，t 表示时间。
就像我之前观察过汽车发动机的维修过程，师傅们要通过这个公式来判断发动机输出功率是否正常。
那发动机轰轰响着，师傅拿着检测设备，一脸严肃地记录数据，嘴里还念叨着：“这功率要是不够，车子跑起来可就没劲儿咯。
”再看热效率的计算公式η = 1 - Q2 / Q1 。
其中，η 是热效率，Q1 是燃料燃烧放出的总热量，Q2 是各种热量损失的总和。
这公式可重要啦！记得有一次参加科普活动，专家给我们讲解内燃机的发展，就着重提到了提高热效率是内燃机不断改进的关键。
他说：“要是能把热效率提上去，那不仅能省油，还能减少对环境的污染呢！”还有扭矩的计算公式 T = F × r ，T 是扭矩，F 是力，r 是力臂。
这扭矩啊，决定了内燃机的动力性能。
我有个朋友特别喜欢研究汽车，有一回他兴奋地跟我说：“我发现那台新车的扭矩可大了，开起来肯定带劲！”我问他咋知道的，他就指着那些参数，给我讲起了这个公式。
另外，压缩比的计算公式ε = V1 / V2 ，V1 是气缸总容积，V2 是燃烧室容积。
压缩比的大小对内燃机的性能影响也很大。
在学习和理解这些计算公式的时候，可不能死记硬背，得结合实际去琢磨。
就像我那次看到师傅修发动机，通过实际的数据运用公式来找出问题，这才真正明白了公式的意义。
总之，内燃机的这些计算公式，虽然看起来有点复杂，但只要咱用心去学，结合实际去理解，就能掌握其中的奥秘，也能更好地了解内燃机的工作原理和性能特点。
以后再看到各种各样的内燃机，咱心里就有底啦，说不定还能自己动手算算，看看它到底性能咋样！。
内燃机做功的简单计算公式
内燃机做功的简单计算公式内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的设备，它是现代工业中不可或缺的能源转换设备之一。
内燃机的工作原理是利用燃料在燃烧室中燃烧产生热能，然后通过活塞的往复运动将热能转化为机械能。
内燃机做功的计算是内燃机工作过程中的重要问题之一，下面我们来介绍一下内燃机做功的简单计算公式。
内燃机做功的计算公式可以通过以下步骤来推导：首先，我们知道内燃机的工作原理是通过燃料的燃烧产生高温高压气体，然后利用这些气体推动活塞的往复运动，从而产生机械能。
内燃机的做功可以通过活塞的往复运动来计算，活塞的做功可以通过活塞上的压力和活塞的位移来计算。
假设活塞在内燃机工作过程中的位移为s，活塞上的压力为P，那么活塞所做的功可以通过以下公式来计算：W = P s。
其中，W表示活塞所做的功，P表示活塞上的压力，s表示活塞的位移。
这个公式表明，活塞所做的功与活塞上的压力和活塞的位移有关，当活塞上的压力或活塞的位移增大时，活塞所做的功也会增大。
在内燃机工作过程中，活塞所做的功可以通过活塞上的压力和活塞的位移来计算，而活塞上的压力可以通过燃料在燃烧室中燃烧产生的高温高压气体来计算，活塞的位移可以通过活塞的往复运动来计算。
因此，内燃机做功的计算可以通过活塞上的压力和活塞的位移来计算。
在内燃机工作过程中，活塞上的压力和活塞的位移是随着时间变化的，因此内燃机做功的计算是一个动态过程。
我们可以通过积分的方法来计算内燃机在一个工作周期内所做的功，假设内燃机在一个工作周期内的压力和位移分别为P(t)和s(t)，那么内燃机在一个工作周期内所做的功可以通过以下公式来计算：W = ∫P(t) s(t) dt。
其中，W表示内燃机在一个工作周期内所做的功，P(t)表示内燃机在时间t时的压力，s(t)表示内燃机在时间t时的位移，积分符号表示对时间t进行积分。
这个公式表明，内燃机在一个工作周期内所做的功与内燃机在整个工作周期内的压力和位移的变化过程有关，当内燃机在整个工作周期内的压力或位移增大时，内燃机在一个工作周期内所做的功也会增大。
初中物理之内燃机的工作过程
内燃机的工作过程
内燃机的工作过程
内燃机：燃料直接在汽缸内燃烧产生动力的热机
内燃机
汽油机 柴油机
汽油机
内燃机的工作过程
一个冲程： 活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程
汽油在汽缸内燃烧
产生高温高压燃气
推动活塞做功
带动曲轴转动
内燃机的工作过程
吸气冲程
内燃机的工作过程
进气门打开 排气门关闭 活塞向下运动 汽油和空气的混合物进入汽缸
内燃机的工作过程
例题： 某单缸四冲程汽油机的飞轮转速1800r/min，则它10秒钟完成 600 个 冲程，对外做功 150 次
内燃机的工作过程
柴油机
柴油机通过压损空气直接点燃柴油
柴油机的工作过程： 1个工作循环，曲轴转动2周，对外做功1次
喷油嘴
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
只有空气 点燃方式：压燃式点火
压缩冲程
内燃机的工作过程
进气门
排气门关闭
活塞向上运动
汽缸内的燃料混合物被压缩
机械能
内能
做功冲程
内燃机的工作过程
进气门
排气门关闭
活塞向下运动
对外做功
内能Βιβλιοθήκη 机械能排气冲程内燃机的工作过程
进气门关闭 排气门打开 活塞向上运动 把废气排出汽缸
内燃机的工作过程
1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲 程依靠飞轮的惯性完成 2. 汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞上下往复2次，曲轴转动2周，对外做功1次
炒有机对空气的压缩程度比 汽油机更高
气体的压强大于汽油机
输出更大的功率
热机
柴油机通常会比较笨重，主要应用于大型运输工具
第十二章 机械能和内能总结
第十二章机械能和内能一、动能和势能1、能量（1）物体能够对外做功，表示这个物体具有能量，简称能。
物体对外做功的本领越大能量越大。
（2）单位：焦耳（J）2、动能(1)定义：物体由于运动而具有的能，叫做动能。
(2)影响动能大小的因素：①物体的质量；②物体运动的速度。
物体的质量越大，运动速度越大，物体具有的动能就越大。
(3)单位：焦耳(J)。
3、重力势能(1)定义：物体由于被举高而具有的能，叫做重力势能。
(2)影响重力势能大小的因素：①物体的质量；②物体被举高的高度。
物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。
(3)单位：焦耳(J)4、弹性势能(1)定义：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。
(2)单位：焦耳(J)。
(3)影响弹性势能大小的因素：①物体发生弹性形变的程度。
物体的弹性形变程度越大，具有的弹性势能就越大。
②物体本身弹性的大小二、机械能及其转化1、机械能(1)定义：动能和势能统称为机械能。
机械能是最常见的一种形式的能量。
(2)单位：J。
(3)影响机械能大小的因素：①动能的大小；②重力势能的大小；③弹性势能的大小。
2、机械能守恒定律：物体具有的动能和势能可以互相转化。
如果不计摩擦等阻力，在动能和势能相互转化过程中机械能的总量保持不变。
3、判断机械能变化的方法①从机械能定义角度：分析动能、势能如何变化，从而确定它们的和（即机械能）如何变化。
②应用机械能守恒定律：分析是否存在摩擦等阻力，如果不计摩擦等阻力则机械能不变，否则减少。
4、一个物体受平衡力作用，机械能可能不变，可能变大，可能变小。
三、内能1、内能(1)概念：物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，叫物体的内能。
分子具有动能的原因是分子在永不停息地作无规则运动；分子具有势能的原因是分子间存在相互作用的引力和斥力。
①内能是指物体内部所有分子做无规则热运动的动能和分子势能的总和，不是指少数分子或单个分子所具有的能。
②一切物体在任何情况下都具有内能。
内燃机的四个冲程的计算
内燃机的四个冲程的计算
内燃机是汽车行业中广泛使用的特殊类型引擎，它也是机械动力传动系统中重
要元素之一。
根据内燃机原理，每次冲程仅有三个阶段：气缸内压力升高阶段、活塞活塞运动阶段和排气阶段，而实际的四冲程又被称为“点燃-排气-吸气-排气”。
其中，一个冲程一般由上述四个阶段依次构成，按照特定的顺序完成内燃机的工作操作，以确保整个系统的正常运行。
首先，点燃阶段是内燃机运行中最关键步骤之一，也是内燃机正常运行的基础。
汽车发动机在此阶段会将混合气体在点燃器上点燃，产生大量热量，并把活塞拉起。
有了这股热量支撑，活塞拉起后，会形成一次完整的压缩循环; 这意味着一个列级的活塞将被拉起，多余的气体和热量将被排出气缸外空气中。
紧接着，排气阶段是内燃机中非常重要的环节，也是整个冲程中消耗能量最快
的步骤。
在此阶段，活塞将运动至最终位置，并将气缸外部的空气压入，以引起排气，使燃烧室中剩余的燃烧气体排出。
随后，吸气阶段将被触发，将空气置于气缸中，以把点燃室内的燃烧气体排出。
因为活塞已经拉起，空气压力大于活塞上部的空气压力，所以将大量的空气压入气缸，形成气缸压力。
最后，排气阶段是整个冲程的最后步骤，活塞将剩余的热量排出气缸外空气中，然后整个循环将重新开始，这样便实现了一次完整的内燃机四冲程。
一系列完整冲程的建立和完成，决定了发动机能够稳定地产生更强大的动能，从而为现代汽车带来无穷的便利和灵活性。
(沪科版)九年级物理(12-16章)知识点复习-九年级上
知识点复习——九年级上学期（第十二章至第十六章）第十二章温度与物态变化一．温度与温度计1. 温度：是表示物体冷热程度的物理量在国际单位制中温度的主单位是开尔文，符号是K；常用单位是摄氏度，符号是℃。
在1个标准大气压下，将纯净的冰水混合物的温度定为0℃，水沸腾时的温度（水的沸点）定为100℃。
正常情况下人的体温约为37℃。
2. 温度计是用来测量物体温度的仪器常用的温度计有如下三种：（1）实验室温度计，用于实验室测温度，刻度范围在20℃~105℃之间，最小刻度值为1℃。
（2）体温计。
用于测量体温，刻度范围35℃~42℃，最小刻度值为0.1℃。
℃~50℃，最小刻度值为1℃。
（3）寒暑表。
用于测量气温，刻度范围20以上三种温度计都是根据液体热胀冷缩的性质制成的。
3. 用温度计测液体温度的方法（1）温度计的玻璃泡全部浸入被测的液体中，不要碰到容器底或容器壁。
（2）温度计玻璃泡浸入被测液体后要稍候一会儿，待温度计的示数稳定后再读数。
（3）读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线与温度计中液柱的上表面相平。
二.熔化与凝固1．熔化：①定义：物质从固态变成液态的过程称为熔化。
熔化是吸热过程。
晶体熔化时的温度称为熔点。
②熔化的条件：（1）达到熔点（2）继续吸热③规律：晶体熔化过程吸收热量，温度不变。
2．凝固：①定义：物质从液态变为固态。
凝固是放热过程。
②晶体凝固条件：达到凝固点；继续放热。
③规律：放出热量；温度不变。
3．晶体有一定的熔点和凝固点。
同一种晶体的熔点和凝固点是相同的。
4. 常见的非晶体：石蜡、塑料、玻璃、松香、沥青、橡胶。
三.汽化和液化1．汽化：物质由液态变为气态的过程称为汽化。
汽化是吸热过程。
汽化的两种方式：（1）蒸发：①定义：在液体表面发生的缓慢的汽化现象。
②影响蒸发快慢的因素：液体温度；液体表面积；液体上方空气的流速。
③特点：吸热致冷（2）沸腾：①定义：液体内部和表面同时进行的剧烈的汽化现象。
液体沸腾时的温度为沸点。
内燃机工作过程及性能分析
内燃机工作过程及性能分析内燃机是一种将化学能转化为机械能的热力机。
其工作过程包括进气、压缩、燃烧和排气四个基本过程。
在这个过程中，内燃机通过燃烧燃料使气体膨胀，利用这种膨胀产生的压力做功，最终驱动设备运转。
本文将分析内燃机的工作过程和性能。
一、进气过程进气过程是内燃机工作的第一步。
在汽油机中，进气门开启后，活塞行程朝下，缸内呈大气压，进气门打开后，缸内气压迅速降低，外界大气压迫使空气进入缸内。
而在柴油机中，缸内是高压的，进气门打开后，外界大气压力迫使空气进入缸内。
进气门在活塞行程末尾关闭，进气过程结束。
二、压缩过程压缩过程是内燃机工作的第二步。
活塞行程从下向上运动，气缸内的空气被压缩，气体温度和压力逐渐升高。
这个过程中，汽油机的压缩比较低，一般为8-12，而柴油机的压缩比较高，一般为16-24。
三、燃烧过程燃烧过程是内燃机工作的第三步。
在汽油机中，混合气在压缩过程中被点火火花点燃，形成火焰蔓延，驱动活塞向下运动，同时释放出大量的能量。
而在柴油机中，燃料在很高的压力条件下被喷射进入高温高压的缸内，通过自燃来实现燃烧。
燃烧产生的热量使气体膨胀，推动活塞向下运动。
四、排气过程排气过程是内燃机工作的最后一步。
活塞靠近上死点时，排气门开启，废气在高温高压的情况下被排出气缸。
然后，气缸再次回到进气过程，开始新一轮的工作。
内燃机的性能分析主要包括热效率和机械效率两个方面。
热效率是指内燃机中可被转化为机械功的化学能的比例。
热效率的计算公式为：热效率=输出功/输入热量。
其中，输出功指的是内燃机输出的有效功率，输入热量是燃料燃烧释放的总热量。
一般来说，汽油机的热效率为30%左右，柴油机的热效率可以达到40%以上。
热效率的提高对于节约能源和降低环境污染具有重要意义。
机械效率是指内燃机在转化化学能为机械能时的损失比例。
它包括传动损失、摩擦损失以及各种机械部件的损失等。
机械效率的计算公式为：机械效率=输出功/输入功。
机械效率的提高对于提高内燃机的工作效率和可靠性非常重要。
第十二章：内能与热机 复习课
• 1.下列事件中，不是用做功改变物体内 能的是 ( C )
• A.气筒给自行车打气,气筒壁会发热 • B.用锯锯木头时锯条会发烫 • C冬天房内用暖气取暖,屋内温度升高 • D.冬天两手摩擦手感到暖和
2.如图是探究改变物体内能的实 验：瓶子里装有一些水，用力打 气，在瓶塞未跳起前，瓶内气体 的内能将 增加 ，原因是： _压__缩__瓶__内__气__体_ 做功，__内__能__增__加__。
继续打气，当瓶塞跳起时，观察到瓶内有 白雾 产 生，说明瓶内 气体对外做功时内能减小了 ．
3.如图装置，酒精灯对试管加热， 通过_热_传__递_的方式使水的__内__能 增加．当水的温度升高到_沸__点_时_， 试管中的水_沸_腾__产生大量水蒸气，
• 热传递的实质是（ D ）
• A.能量从内能大的物体传给内能小的物体 • B.能量从热量多的物体传给热量少的物体 • C.能量从质量大的物体传给质量小的物体 • D.能量从温度高的物体传给温度低的物体
练习
1.下列关于温度、热量和内能的说法正确的是（ D ） A．0℃的冰可从0℃的水中吸热 B．100℃水的内能比0℃水的内能大 C．水的温度越高，所含热量越多 D．物体的内能不会为零
练习
1.下列事件中，不是用做功改变物体内能的是( C ) A.气筒给自行车打气,气筒壁会发热 B.用锯锯木头时锯条会发烫 C冬天房内用暖气取暖,屋内温度升高 D.冬天两手摩擦手感到暖和
2.把100克0℃的冰投入200克0℃的水中，若不和外 界发生热交换，则（ C、D ） A.有少许冰化成水 B.有少许水结成冰 C.冰水温度不变 D.冰水质量比不变
工程热力学 第十二章 气体动力装置循环
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第12章 气体动力装置循环
12-1 燃气轮机装置理想循环 12-2 燃气轮机装置实际循环 12-3 燃气-蒸汽联合循环 12-4 整体煤气化联合循环（IGCC） 12-5 活塞式内燃机循环
12-6 分布式能源系统
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整体煤气化联合循环
❖ 工作冲程2-5：2-3 柴油迅速燃烧， 活塞在上死点移动甚微，近似定容 燃烧; 3-4 活塞下行，继续喷油、 燃烧、近似定压膨胀; 4-5 燃气膨 胀作功，压力、温度下降。
❖ 排气冲程5-0：排气阀打开，同时， 活塞自右向左移动，将废气排出气 缸外。
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活塞式内燃机理想混合加热循环（萨巴德循环）
分类： ❖ 按燃料：煤气机、汽油机、柴油机 ❖ 按点火方式：点燃式、压燃式 ❖ 按冲程：二冲程、四冲程
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活塞式柴油内燃机工作原理
❖ 吸气冲程0-1：进气阀开启，活塞 自左向右移动，将燃料和空气的混 合物经进气阀吸入气缸中，达到下 死点1后，进气阀关闭。
❖ 压缩冲程1-2：活塞到达下死点1 时，进气阀关闭；活塞上行，压缩 空气。
煤化工结合成多联产系统，能同时生产电、热、 燃料气和化工产品。
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第12章 气体动力装置循环
12-1 燃气轮机装置理想循环 12-2 燃气轮机装置实际循环 12-3 燃气-蒸汽联合循环 12-4 整体煤气化联合循环（IGCC） 12-5 活塞式内燃机循环
12-6 分布式能源系统
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活塞式内燃机简介
燃气轮机装置实际循环热效率：
t
w/ net
q1
wT/ wC/ h3 h2/
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带回热的燃气轮机装置循环
九年级物理上册《第十二章 机械能和内能》知识梳理 苏科版
物体由于运动而具有的能叫做动能．ii．决定因素弹性强弱和形变大小．弹性物体的弹性越强，形变越大，它具有的弹性势能就越多．某物体在某状态下所具有的机械能，等于该状态下该物体所具有的动能和势能之和．A.所有热机的共同特点将燃料燃烧时获得的内能转化为机械能．B．内燃机有喷油嘴，无火花塞D. 不能确定化妆品或杀虫剂之类的自动喷剂，当喷了一会儿，罐身温度会降低如图所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，如图甲、乙分别是两种小型饮水锅炉的结构示意图，从节能角度看，你认为哪一种更合理?请有一堆从河中捞出的湿砂子，测得其·℃)．已知干砂子的比热为0.9×103J／(kg·℃)，则按质量说，这堆泵轴的机械能，则每小时要消耗多少柴油?(柴油热值3×2 m，活塞CWNG1.4-80／60-AⅡ1.4某学习小组的同学们为了探究物体的动能跟质量和速度的关系，他们用如图所示的装置进行实验．让钢球从斜面上由静止滚下，撞到一个在水平面上放置的小木块上，能将木块撞出一段距离，木块被撞的越远，表示钢球的动能越大．同学们进行了两组实验，第一组实验是将质量不同的钢球从斜面上同一高度滚下，得到的实验数据见表一．第二组实验是将质量相(1)透过玻璃板的太阳光能量占太阳辐射到玻璃板上的能量的百分之几?你在得出这个结论时做下图表示撑杆跳高运动的几个阶段：助跑、撑杆起跳、越横杆．在这几个阶段中能量的转化情况是：能．如图所示，从斜面上滚下来的小球，接触弹簧后，将弹簧压缩至最短．在这一过程中，小球的能转化为能，又转化为弹簧的我国“神舟六号”飞船飞行的椭圆轨道，近地点200公里，远地点347公里．飞船从远地点到近地点运行的过程中，飞船的速度，势能(两空均填“增大”、“减小”或“不变”)；两名航天员躺在座椅上，以飞船为参照物，则两／温度为21℃；将B、C混合时，其平衡温度为32℃．那么将A、C混合后的平衡温度将为汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成．其中在做功部程中燃气对活塞做功，实现冲程(填冲程的名称)．l 500如图所示为一高山的等高线图，某登山运动员从A点到8点时，下列说法正确的是( )“神舟五号”飞船的返回舱曾在我市平湖展出．据介绍，返回舱返回地面时，在距地面发动机向地面喷火使舱体减速，说明力能改变物体的运动状态D．舱体表面烧得红红的，是因为摩擦生热铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是重力势能转化为动能铁罐在斜面上从最高处滚到最低处，主要是弹性势能转化为动能铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是动能转化为重力势能D．铁罐在斜面上从最低处滚到最高处，主要是弹性势能转化为重力势能如图所示，图中速度口的方向是小强同学在体育中考“原地掷实心球"项目测试中球出手时的飞行方向．对从球出手到落地的过程，下面关于机械能的一些说法中正确的是(空气阻力忽略如图所示，在滑轮组下挂两物体，甲为实心铁块，乙为实心铝块，当它们都浸没在水中时，恰好处于静止状态．若迅速移去盛水容器，则甲、乙两物体( )甲的势能增加，动能增加，机械能增加 B. 甲的势能增加，动能减少，机械能不变A. 0.01 kgB. 0.1kgC. 1 kg(a)分析比较表一、表二或表三中的数据及相关条件，可初步得出：如图所示，是每隔0.1S拍摄到的体积相同的实心木球和铁球从同一高度同时自由下落的图片(不计物体下落时的阻力)，读图可获得一些信息．(1)请写出两条信息；①②②用弹弓斜向上弹出质量较大的纸弹，测出弹射距离／全燃烧所产生，则需要燃烧煤气多少千克?(1)说明皮球机械能的转化情况．。
内燃机工作过程数值计算程序说明
C AN--------ENGINE SPEED,REAL,(R/MIN),>0
C R---------UNIVERSAL CONSTANT OF GAS,REAL,(MJ/KG),>0
C PA-------CYLINDER PRSSURE AT I.V.C.,REAL,(Mpa),>0
C TA-------CYLINDER TEMPERATURE AT I.V.C.,REAL,(K),>0
有名公用区，给不同程序单位的变量分配同一存储单元
变量说明
DATA AR,AL,D,EPS,AN,S/0.0575,0.190,0.10,18.0,2300.,0.115/ DATA R,PA,TA/0.28706E-3,0.09,330./ DATA TW1,TW2,TW3/543.,493.,473./ DATA AN1,HU,AAM,ETU/1.35,44100.,0.5,1./ DATA FIVB,DFI/353.,70./ DATA AMB0,AL0/3.3E-5,14.4/ DATA RAD,PI/0.0174532,3.1415926/ DATA H1,H2,H3,H4/4.,0.4,4.0,2.0/ DATA SPRFI,ENBEFI,ENAFFI,EXBEFI,EXAFFI/25.,16.,36.,36.,14./ DATA TE,TB,PE,PB/300.,300.,0.1,0.1/ END
C ALMS------HALF OF THE RATIO OF STROKE DISTANCE TO THE
C
LENGTH OF CONNECTING ROD,REAL,>0
C VH--------CYLINDER SWEPT VOLUME,REAL,>0
第十二章内能与热机复习课件
<<内能及热机>>一、内能1、内能：，叫做物体的内能。
2、物体在任何情况下都有内能：既然物体内局部子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。
无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。
3、影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量，材料、状态一样时，温度越高物体内能越大。
②质量：在物体的温度、材料、状态一样时，物体的质量越大，物体的内能越大。
○3存在状态：在物体的温度、材料质量一样时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。
4、内能及机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小及机械运动有关内能是微观的，是物体内部所有分子做无规那么运动的能的总和。
内能大小及分子做无规那么运动快慢及分子作用有关。
这种无规那么运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。
二、内能的改变1、改变内能的方法：和。
A、做功改变物体的内能：①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会。
物体对外做功物体内能会。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化B、热传递可以改变物体的内能。
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温局部向低温局部传递的现象。
②热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。
热传递传递的是内能〔热量〕，而不是温度。
③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。
④热传递过程中，叫热量，热量的单位是。
热传递的实质是内能的转移。
C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果一样，所以说做功和热传递改变物体内能上是的。
但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。
D、温度、热量、内能的区别：△温度：表示物体的冷热程度。
温度升高内能增加不一定吸热。
如：钻木取火，摩擦生热。
△热量：是一个过程。
吸收热量不一定升温。
如：晶体熔化，水沸腾。
内能不一定增加。
如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。
苏科版九年级上册第十二章机械能与内能知识点总结
第十二章《机械能与内能》知识点汇总一、机械能(一)、动能和势能1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能 理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。
也不一定要做功。
2、知识结构：3、探究决定动能大小的因素：①猜想：动能大小与物体质量和速度有关；②实验研究：研究对象：小钢球 方法：控制变量；③如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少④如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；⑤如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；⑥分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；⑦得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。
练习：☆右表中给出了一头牛漫步行走和一名中学生百米赛跑时的一些数据：分析数据，可以看出对物体动能大小影响较大的是 速度你判断的依据：人的质量约为牛的1/12，而速度约为牛的12倍此时动能为牛的12倍说明速度对动能影响大 4、机械能：动能和势能统称为机械能。
理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。
(二)、动能和势能的转化 1、知识结构： 2、动能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；3、动能与弹性势能间的转化规律：①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
物体 质量m/kg 速度v/(m.s -1) 动能E/J 牛 约600 约0.5 约75 中学生 约50 约6 约900 机 械 能 势能 重力 势能 定义：物体由于被举高而具有的能量。
九年级物理上册教案：第十二章《12.2内能热传递》
教案：九年级物理上册第十二章《12.2 内能热传递》一、教学内容本节课的教学内容选自九年级物理上册第十二章第二节《内能热传递》。
本节主要介绍了内能的概念、内能的改变方式以及热传递的原理。
具体内容包括：1. 内能的概念：物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和。
2. 内能的改变方式：做功和热传递。
3. 热传递的条件：温度差。
4. 热传递的原理：热量从高温物体传向低温物体，或者从同一物体的高温部分传向低温部分。
二、教学目标1. 理解内能的概念，能描述内能的改变方式。
2. 掌握热传递的条件和原理，能解释生活中的热传递现象。
3. 培养学生的观察能力和动手实验能力，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力。
三、教学难点与重点重点：内能的概念、内能的改变方式、热传递的条件和原理。
难点：内能与机械能的区别，热传递的微观解释。
四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
学具：课本、练习册、实验器材（温度计、热水、冷水、金属块等）。
五、教学过程1. 实践情景引入：让学生观察冬天用热水取暖、夏天用冷水降温等现象，引导学生思考这些现象背后的原理。
2. 概念讲解：介绍内能的概念，解释内能的两种改变方式：做功和热传递。
3. 原理探究：通过实验演示和微观解释，让学生理解热传递的条件和原理。
4. 例题讲解：分析生活中的热传递现象，如烧水、做饭等，引导学生运用物理知识解释这些现象。
5. 随堂练习：让学生运用所学知识解决实际问题，如计算物体吸收或放出的热量、分析热传递过程等。
6. 知识拓展：介绍热力学第一定律和第二定律，引导学生深入理解内能和热传递的原理。
六、板书设计板书内容：内能：物体内部所有分子由于热运动而具有的动能和分子之间势能的总和。
内能的改变方式：做功、热传递。
热传递的条件：温度差。
热传递的原理：热量从高温物体传向低温物体，或者从同一物体的高温部分传向低温部分。
七、作业设计1. 题目：计算一个物体在温度升高过程中吸收的热量。
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① 瞬态气体常数R
B R 9.81 10 29 A 0.1 p C A T
3
J /(kg.K )
1
A 0.35 0.05 K 0.765 B 11 .1 14 .3K 0.51 C 0.252 0.102 K 0.401
/6 /3 /3 /6
i
i+1
1 1 ' Ti 1 Ti [ K1 2K 2 2K3 K 4 ] Ti [T1 2T2' 2T3' T4' ] 6 6
基本方程各项计算
dT/d=1/(m∂u/∂T)*(dQB/d+ dQW/d-pdV/d+ hsdms/d+ +hdme/d-udm/d-m∂u/∂λ *dλ /d) —→已推出 dT/d=f（T,） —→已会解 工质物性参数=f(T，λ )= f(T，)
★2 ★3
dW/d=-pdV/d dU/d=d(mu)/d=udm/d+mdu/d *1 全微分：du/d=du(T,λ )/d=∂u/∂T*dT/d+∂u/∂λ *dλ /d
上述全微分代入*1式，再代入能量守恒方程，经推导可得： dT/d=1/(m∂u/∂T)*( dQB/d+ dQW/d-pdV/d+hsdms/d+ + hdme/d-udm/d-m∂u/∂λ *dλ /d)
Ti 1 Ti
i1
i
f T , d
1．欧拉折线法
T
1．欧拉折线法： 用 i点的斜率f（Ti,i）代 替i～i＋1段上的斜率。
T1 T0
T2
T3
T=F()
T1 T0 f (T0 , 0 ) T2 T1 f T1 , 1
第一节 内燃机计算模型
五．一维模型 参数=f(参数，τ或φ，x) 为利用波动效应，需要计算进排气管内的压力波。 p=f(x,φ,p) 偏微分方程：∂p/∂x=f(x，φ，p)；∂p/∂φ=f(x，φ， p)；求解困难得多。目前多数发动机整机性能预测软 件中的进排气管、供油油管等管路的计算采用一维模 型。 六．二维、多维模型 参数或其导数=f(参数,τ 或φ ，x，y，z)；如 p=f(x,y,z,φ ,p,T) 叶轮的三元流计算。多为专用软件。
二．双区模型（两个相对独立的子区——零维模型） 汽油机 dTi/dτ=f(τ,Ti)；或dTi/dφ=f(φ,Ti)；i=1,2
三．多区模型 dTi/dτ=f(τ,Ti)；或dTi/dφ=f(φ,Ti)；i=1,2，……，n FlueNT，KIVA等以有限差分方法为基础的模型属于此。 Flotran/Ansys等以有限元方法为基础的模型也基本属于此。 但有限元法在每个区内的参数可以非均布 多维。
工质物性参数=f(T，λ )
③ 瞬态绝热指数k
k 1.4373 1.318 10 4 T 3.12 10 8 T 2 4.8 10 2 /
工质物性参数=f(T，λ )
④ 比内能u
0.0485 3 u 0.14455 0.0975 0.75 T 273 10 6 3.36 46.4 2 4 7.768 0.8 T 273 10 489 .6 0.93 T 273 10 2 1356 .8 , k J / k g
目的：预估柴油机的总体性能指标（单区模型）
计算基础：基本微分方程
基本方程
（1）实际气体气体状态方程： pV=ZmRT ★1
hSdmS/d
dQB/d
dmB/d
hdme/d
dU/d dm/d
dQw/d
（2）质量守恒方程： dm/d=dmB/d+dms/d+ dme/d ★2
dW/d
★
基本方程分析
dT/d=1/(m∂u/∂T)*( dQB/d+ dQW/d-pdV/d+ hsdms/d+ +hdme/d-udm/d-m∂u/∂λ *dλ /d)
（1）m、dm/d——喷油规律；质量守恒；扫气模型 （2）dms/d、dme/d——进排气准稳定流动计算 （3） ∂u/∂T、hs、h、u、∂u/∂λ 、dλ /d= f(T，λ )——已知 （4）瞬时过量空气系数:λ = mL/(ℓ0*mB)= (m- mB)/(ℓ0*mB)——喷油 规律；质量守恒；扫气模型 （5）dQB/d——喷油规律、放热规律 （6）dQW/d——缸内传热 （7）pdV/d——p—实际气体气体状态方程；dV/d—内燃机运动学 计算
指示指标←示功图←P=f(V)；P=f(φ ) ←缸内循环压
力P
**只要得到一个方程只含一个未知数P→解决问题！ (b)气体状态方程→pV=mRT→实际气体→修正系数 Z
pV=ZmRT
★1
分析
pV=ZmRT ★1 (c) 实际气体修正系数Z= f(T，λ )，←经验公式 (d)瞬时过量空气系数λ （）的定义： λ = mL/(ℓ0*mB)= (m- mB)/(ℓ0*mB)； mL—缸内空气量 mB—缸内燃料量(废气量要折合成燃料量) m—缸内总质量 ℓ0—理论空燃比 mL 、mB——可由：进排气准稳定流动计算、扫 气模型、喷油规律模型(放热规律)定。
第一节 内燃机计算模型
本章主要以柴油机的单区模型、汽油机的双区模型为基 础简单介绍其工作过程计算。
简单工作过程计算的意义： （1）是基础，任何内燃机工作过程、性能计算其基 础问题是一样的。各阶段的处理特点也相同。初始 参数、边界条件的选取也一样。 （2）简单工作过程计算对预测内燃机总体性能参数 （如：功率、转矩、油耗率等）精度很高，是新机 型设计初期必需的研究工作。 （3）可以对发动机的调整特性进行较高精度的研究。
工质物性参数=f(T，λ )
⑤ 焓h h 4.1868 C0 C1 T C2 T
2
C3 T 3 C4 T 4 C5 T 5 , k J / k mol
式中系数C0、C1、C2、C3、C4、C5可用二次多项式表示： C0 21 .5346 0.92095 0.0009165 2 C1 7.188245 0.010694 0.00001062 2 C2 (0.58706 0.14083 0.00014 2 ) 10 3 C3 (1.8793 0.107386 0.0001068 2 ) 10 6 C4 (1.00663 0.052433 0.00005214 2 ) 10 9 C5 (1.84429 0.103608 0.000103 2 ) 10 13
0 1 2 3
Ti 1 Ti f Ti , i
常微分方程求解：（初值问题） dT/d=f（T,） 初值：T(0)=F(T,0)=T0
2. 改进欧拉法
2.改进欧拉法 用i点和i＋1点斜率的均 值代替该段上的斜率
T
T1 T0
T2
T3 T=F()
Ti 1 Ti 0.5 [ f Ti , i f Ti 1 , i 1 ]
★
★式
dT/d=f（T, ）
dT/d=f（T,）解法思路简介
常微分方程求解：（初值问题） dT/d=f（T,） 初值：T(0)=F(T,0)=T0
T T0
0
f T , d
数值解法：离散法。 （1）离散。将时间区域离散化，步长=i+1-i 0,1,…i-1,i,i+1,… （2）分段拟合。分段低次函数代实际函数。（折线→曲线） （3）每段内可分段或分几段积分求和。
内燃机学
第十二章 内燃机工作过程计算
第一节 内燃机计算模型 第二节 柴油机实际工作过程的循环数值计算
一. 基本微分方程 二. 气缸内实际工作过程的计算 三. 进、排气系统内过程的计算
第三节 汽油机实际工作过程的循环数值计算 内燃机工作过程三维仿真
目的与要求：
1.熟悉内燃机简单的工作过程计算法及有关因素的考虑方法 2.熟悉内燃机缸内燃烧及进排气总管内流动计算的方法 3.熟悉汽油机采用双区模型的原因及处理方法
需要迭代
0
1
2
3
T’=dT/d=f(T,)
在曲线斜率作为纵坐标T’= dT/d=f （T,）—的图中 欧拉法用矩形面积代替实际积 分面积；而改进欧拉法用梯形代替
i i+1
3．Runge-Kutta法
为了提高精度，同时降低计算次 数（不迭代）。 思路：用几条接近实际斜率曲线 的水平线（斜率）的线形组合代替此 段 斜 率 曲 线 。 常 用 的 是 4 阶 RungeKutta法。由4条（在T’上为水平线） 线组合：
（3）能量守恒方程： dU/d=dQB/d+ dQW/d+ dW/d+ hsdms/d+hdme/d ★3
基本方程
（1）实际气体状态方程：pV=ZmRT ★1
（2）质量守恒：dm/d=dmB/d+ dms/d+ dme/d （3）能量守恒：dU/d=dQB/d+ dQW/d+ dW/d+ hsdms/d+hdme/d
第一节 内燃机计算模型
四．准维模型
目的：建立内燃机设计参数和运转参数与气流、 喷雾、燃烧过程（非零维过程）之间的关系，用来预 测结构、运转参数变化后的燃烧特性。 作为补充，可以预估与空间参数不均匀（流动、 混合气浓度、温度等）引起的部分性能（排放、燃烧、 传热、爆振等）的变化。
准维模型有：油气模型、油滴模型、燃烧模型等 这类模型的基础是试验观察和物理猜测，模型的 数学求解比较简单。耦合到零维空间后，一般假设参 数变化并不因耦合而变化。