14.1内能的利用.ppt
第一节 内能的利用,第十四章,九年义务教育三年制初中物理第二册,内能的利用 热机,定义：1千克某种燃料完全燃烧 放出 的热量，叫做这种燃料的热值。,单位：焦/千克（J/kg）,燃料的热值,利用内能直接加热,物理意义：单位质量燃料完全燃烧过程中释放 热量本领大小的。,利用内能做功,内能利用,热机,内燃机,汽油机,柴油机,构造,火箭,内能利用及热机效率和环境保护,工作原理,构造,工作原理,知识结构,一、燃料极其热值,右图表示一个四口人之家使用某种燃料时的月消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的.为什么？,一、燃料极其热值,1.燃料的热值：热值是燃料的特性，不是所有物质都具有的特性。它反映的是燃料燃烧过程中所释放热量本来大小的物理量。,燃料热值的意义：表示相同质量的燃料完全燃烧时放出的热量不同。,有效利用燃料，提高燃料的利用率。,内能的利用,利用内能来加热,利用内能来做功,几种燃料的热值（焦/千克）,氢1.4 ×108,汽油4.6 ×107,酒精3.0×107,柴油3.3 ×107,煤气（约）3.9 ×107,煤油4.6 ×107,天然气7.18.8 ×107,烟煤（约）2.9 ×107,无烟煤（约）3.4 ×107,焦炭3.0 ×107,木炭3.4 ×107,干木柴（约）1.2 ×107,（J·m-3 ）,（J·m-3 ）,2.有效利用燃料,炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。,提高锅炉的效率和燃料的利用率的措施：1.把煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，可以燃烧得比较完全。2.不烧煤粉而烧煤粒，加大送风量，把煤粒在炉膛里吹起来燃烧，可以燃烧得更充分。3.用各种办法加大受热面，可以减少烟气带走的热量。,二、内能的利用,1.利用内能来加热 内能的一个重要应用就是直接用它来加热物体。 各家各户都自己生火炉来取暖，不但效率低，能源消耗大，而且排出的废气还会污染环境。,二、内能的利用,采用暖气设备，用锅炉来产生热水或水蒸汽，给各家各户的散热片供热，就可以既提高效率，又改善环境卫生。,问题思考：,目前大多数现代化的交通工具仍然是依靠热机把内能转化为机械能来工作的，现代化的火电站、热电站也同样是靠热机把内能转化为机械能，然后带动发电机发电。,怎样利用内能来做功呢？,2.利用内能来做功,燃料的化学能转化为内能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的机械能。,实验：内能转化为机械能,三、内燃机,利用内能来做功的机器叫热机。,内燃机是热机的一种。,内燃机,汽油机,柴油机,利用汽油作燃料的机器。,利用柴油作燃料的机器。,1、汽油机的基本结构,进气门,进气门,进气门,活塞,活塞,活塞,气缸,气缸,气缸,火花塞,火花塞,火花塞,排气门,排气门,排气门,连杆,连杆,连杆,曲轴,曲轴,曲轴,2、汽油机的工作过程,汽油机是在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。汽油机是利用四个冲程循环工作的。,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,开机,关机,3 热机的工作原理,吸气冲程,在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，此时，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。,压缩冲程,进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，燃料混合物被压缩，混合气体的压强增大，温度升高。,做功冲程,在压缩冲程末尾时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压的燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。,排气冲程,进气门关闭，排气门打开，活塞由下向上运动，把废气排出气缸。活塞又向下运动，开始下一个工作循环。,汽油机的四个冲程中只有做功冲程对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。汽油机完成四个冲程叫一个工作循环，完成一个工作循环，曲轴转二周，对外做功一次。,重点难点解析,柴油机和汽油机的相同点：,1、基本构造和主要部件的作用相似。,重点难点解析,2、每个工作循环都一样，由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。,3、四个冲程中，只有做功冲程对外做功。,4、在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴 转动两周，飞轮转两圈，做功一次。,柴油机和汽油机的不同点：,1、构造：柴油机的气缸顶部没有火花塞，而是一个喷油嘴。,重点难点解析,2、吸入物质：汽油机吸入的是汽油和空气的燃料混合物，而柴油机吸入的是空气。,3、点火方式：点火方式不同，汽油机为点燃式，柴油机为压燃式。,4、效率：柴油机比汽油机的效率高。,火箭起源于中国，是我国古代重大发明之一。,四、火箭,我国宋代发明的火箭如图。它的构造是在鸟模型上扎几个火药筒，筒的前端是封闭的，点燃火药时，火药燃烧生成的燃气以很大的速度向后喷出，“鸟”就向前飞出。,现代火箭原理同古代火箭相同，但构造要复杂得很多。,四、火箭,火箭发动机工作时，燃料在氧化剂的作用下在燃烧室里燃烧，产生高温燃气，燃气通过喷管向后高速喷出，对火箭产生推力，把火箭发射出去。现代火箭除了单级火箭外，还出现了多级火箭。,五 热机效率,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，叫做热机效率。,废气内能,散热损失,机械损失,有用机械能,高温高压 燃气,燃料完全燃烧放出的能量,提高热机效率的途径,1、热机的效率是热机性能的一个重要指标。如：两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆，汽油机的效率高，性能好。,2、在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。在使用上要正确使用，注意保养。在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。,六、内能的利用和环境保护,煤、石油、天然气等燃料的利用，使人们获得大量内能，给人类文明带来进步。同时也造成环境污染，给人们带来危害。,造成污染的主要物质有：燃料里含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫、氮氧化物等，燃烧不完全还会产生一氧化碳和粉尘。,工业企业、交通运输工具，家庭炉灶和取暖设备，它们排放的烟尘是大气污染的主要来源。,六、内能的利用和环境保护,保护环境的有效方法：改进燃烧设备，加装消烟除尘装置，采取集中供热，普及煤气和天然气的使用。,效率10% 20%,效率可达50%,六、内能的利用和环境保护,全世界因使用燃料，每年排入大气中的有害物质，包括粉尘、二氧化硫等，达几亿吨之多！,大气污染不但直接有害人体健康，而且还会影响植物的生长，甚至影响全球的气候。大气中的二氧化碳和氮氧化物经化学变化溶于水后，会产生酸雨，危害农作物、森林和湖泊中的生物。,五、内能的利用和环境保护,我们既要有效地利用能源，又要很好地控制和消除污染，创造一个更加美好的环境。,集中供热燃料的利用率高，还可以减少污染。,望同学们继续努力！,返回,
