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1、
《內(nèi)能的利用、熱機(jī)》復(fù)習(xí)提綱
一、內(nèi)能的獲得——燃料的燃燒
燃料燃燒:化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(guān)于熱值的理解:
① 對(duì)于熱值的概念,要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對(duì)燃料的質(zhì)量而言,如果燃料的質(zhì)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(guān)。完全燃燒:表明要完全燒盡,否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
② 熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性,同時(shí)反映出不同燃料燃燒過程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變
2、成內(nèi)能的本領(lǐng)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(guān),與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。
4、公式:Q=mq(q為熱值)。 實(shí)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?yàn)椋阂簯B(tài)氫的熱值大,體積小便于儲(chǔ)存和運(yùn)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(nèi)能的利用
1、內(nèi)能的利用方式:
⑴ 利用內(nèi)能來加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
⑵ 利用內(nèi)能來做功;從能的角度看,這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
2、熱機(jī):定義:利用燃料的燃燒來做功的裝置。 能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
蒸氣機(jī)——內(nèi)燃機(jī)——噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)
3、內(nèi)燃機(jī):將燃料燃燒移至機(jī)器內(nèi)部燃燒,轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)。它主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)。
4、內(nèi)燃機(jī)大概的工作過程:內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)階段:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個(gè)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(nèi)燃機(jī)中唯一對(duì)外做功的沖程,是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。另外壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
5、 熱機(jī)的效率:熱機(jī)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(jī)的效率。
公式:η=W有用/ Q總= W有用/qm
提高熱機(jī)效率的途徑: 使燃料充分燃燒盡量減小各種熱量損失機(jī)件間保持良好的潤(rùn)滑、減小摩擦。
6、汽油機(jī)和柴油機(jī)的比較:
汽油機(jī)
柴油機(jī)
不
同
點(diǎn)
構(gòu)造:
頂部有一個(gè)火花塞。
頂部有一個(gè)噴油嘴。
吸氣沖程
吸入汽油與空氣的混合氣體
吸入空氣
點(diǎn)燃方式
點(diǎn)燃式
壓燃式
效率
低
高
5、應(yīng)用
小型汽車、摩托車
載重汽車、大型拖拉機(jī)
相同點(diǎn)
沖程:活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端。
一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周,經(jīng)歷四個(gè)沖程,做功1次。
練習(xí):
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(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為0.87元/m3,有一戶人家一個(gè)月內(nèi)燒煤氣消耗1.17×109J的熱量,這個(gè)月應(yīng)交煤氣費(fèi)多少元?
2、買火柴的小女孩在嚴(yán)寒中只能靠點(diǎn)燃火柴取暖。一根火柴的質(zhì)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(shí),每小時(shí)耗油17kg,求這輛汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是多大?(30%)
、
4、單缸汽油機(jī)的飛輪每分鐘轉(zhuǎn)300圈,第三沖程燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)為5×105Pa(假設(shè)壓強(qiáng)在整個(gè)沖程中不變)活塞行程為0.3m 活塞橫解面積為120cm2,求這個(gè)汽油機(jī)的功率。(45kw)
5、有一功率為40KW,熱機(jī)效率為25%的汽車正在一平直的公路上行駛,此時(shí)油箱中僅剩下5kg的汽油,如果不考慮熱機(jī)其他的能量損失,汽車以15m/s的速度向前行駛,問還可前進(jìn)多少km (汽油的熱值為4.6×107J/kg)