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1、
《內能的利用、熱機》復習提綱
一、內能的獲得——燃料的燃燒
燃料燃燒:化學能轉化為內能。
二、熱值
1、定義:1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。
2、單位:J/kg
3、關于熱值的理解:
① 對于熱值的概念,要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質量而言,如果燃料的質量不是1kg,那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料:說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值。
② 熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性,同時反映出不同燃料燃燒過程中,化學能轉變
2、成內能的本領大小,也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。
4、公式:Q=mq(q為熱值)。 實際中,常利用Q吸=Q放即cm(t-t0)=ηqm′聯(lián)合解題。
酒精的熱值是3.0×107J/kg,它表示:1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。
煤氣的熱值是3.9×107J/m3,它表示:1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。
5、火箭常用液態(tài)氫做燃料,是因為:液態(tài)氫的熱值大,體積小便于儲存和運輸
6、爐子的效率:
① 定義:爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
② 公式:η=Q有效/ Q總= cm(
3、t-t0)/ qm′
三、內能的利用
1、內能的利用方式:
⑴ 利用內能來加熱;從能的角度看,這是內能的轉移過程。
⑵ 利用內能來做功;從能的角度看,這是內能轉化為機械能。
2、熱機:定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。 能的轉化:內能轉化為機械能
蒸氣機——內燃機——噴氣式發(fā)動機
3、內燃機:將燃料燃燒移至機器內部燃燒,轉化為內能且利用內能來做功的機器叫內燃機。它主要有汽油機和柴油機。
4、內燃機大概的工作過程:內燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段,吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的,而做功沖
4、程是內燃機中唯一對外做功的沖程,是由內能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內能。
5、 熱機的效率:熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。
公式:η=W有用/ Q總= W有用/qm
提高熱機效率的途徑: 使燃料充分燃燒盡量減小各種熱量損失機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。
6、汽油機和柴油機的比較:
汽油機
柴油機
不
同
點
構造:
頂部有一個火花塞。
頂部有一個噴油嘴。
吸氣沖程
吸入汽油與空氣的混合氣體
吸入空氣
點燃方式
點燃式
壓燃式
效率
低
高
5、應用
小型汽車、摩托車
載重汽車、大型拖拉機
相同點
沖程:活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。
一個工作循環(huán)活塞往復運動2次,曲軸和飛輪轉動2周,經(jīng)歷四個沖程,做功1次。
練習:
1、燃燒1m3的煤氣大約放出3.9×107J的熱量,某市管道煤氣收費標準為0.87元/m3,有一戶人家一個月內燒煤氣消耗1.17×109J的熱量,這個月應交煤氣費多少元?
2、買火柴的小女孩在嚴寒中只能靠點燃火柴取暖。一根火柴的質量約0.065g,火柴的熱值平均為1.2×107J/kg,求一根火柴完全燃燒能使1m3空氣溫度升高多少攝氏度。[空
6、氣密度1.3kg/m3 、比熱容1.0×103J(kg℃)]
3、有一輛汽車功率為66.15kw,以額定功率工作時,每小時耗油17kg,求這輛汽車發(fā)動機的效率是多大?(30%)
、
4、單缸汽油機的飛輪每分鐘轉300圈,第三沖程燃氣對活塞的壓強為5×105Pa(假設壓強在整個沖程中不變)活塞行程為0.3m 活塞橫解面積為120cm2,求這個汽油機的功率。(45kw)
5、有一功率為40KW,熱機效率為25%的汽車正在一平直的公路上行駛,此時油箱中僅剩下5kg的汽油,如果不考慮熱機其他的能量損失,汽車以15m/s的速度向前行駛,問還可前進多少km (汽油的熱值為4.6×107J/kg)