熱機(jī)
1、 內(nèi)能的利用方式: ⑴ 利用內(nèi)能來(lái)加熱;從能的角度看,這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過(guò)程。
、 利用內(nèi)能來(lái)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(lái)做功的裝置。
能的轉(zhuǎn)化:內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
分 類:蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)(汽油機(jī)和柴油機(jī))、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等
3、 內(nèi)燃機(jī):
定義: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(lái)做功的機(jī)器叫內(nèi)燃機(jī)。
分類:它主要有汽油機(jī)和柴油機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)大概的工作過(guò)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。
一個(gè)工作循環(huán)中對(duì)外做功1次,活塞往復(fù)2次,曲軸轉(zhuǎn)2周。
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(lái)完成的,而做功沖程是內(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。
? 進(jìn)氣門(mén) 進(jìn)氣 ? 排氣門(mén) 排氣
? 火花塞 點(diǎn)火 ? 汽缸 燃料在里面燃燒
? 活塞 壓縮氣體 ? 連桿 連接活塞與曲軸
? 曲軸 把直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)閳A周運(yùn)動(dòng)
沖程
進(jìn)氣門(mén)
排氣門(mén)
活塞運(yùn)動(dòng)方向
缸內(nèi)溫度
飛輪轉(zhuǎn)速
能量轉(zhuǎn)化
吸氣
打開(kāi)
關(guān)閉
向下
壓縮
關(guān)閉
關(guān)閉
向上
升高
減慢
機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
做功
關(guān)閉
關(guān)閉
向下
降低
加快
內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
排氣
關(guān)閉
打開(kāi)
向上
汽油機(jī)工作原理
a、 吸氣沖程: 吸入汽油和空氣的混合物 ;
b、 壓縮沖程: 機(jī)械能 轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能 ;
c、 做功沖程: 內(nèi)能 轉(zhuǎn)化為 機(jī)械能 ;
d、 排氣沖程: 排出廢氣 ;
4、 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
燃料
汽油
柴油
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
應(yīng)用
小型汽車、摩托車
載重汽車、大型拖拉機(jī)
相
同
點(diǎn)
汽油機(jī)和柴油機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)之前都要靠外力輔助啟動(dòng)。
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。
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5、 熱值
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。
單位:J/kg。
關(guān)于熱值的理解:
、 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(shuō)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。
、 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(guò)程中,化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小,也就是說(shuō),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(wú)關(guān)。
、 熱值、比熱容
相同點(diǎn):它們都是物質(zhì)的一種特性,但不是物質(zhì)的唯一特性,與物質(zhì)的多少無(wú)關(guān)。
不同點(diǎn):熱值是燃料的特性,反映燃料燃燒放熱能力的性質(zhì),其單位是:J/kg;
比熱容是所有物質(zhì)都具有的特性,反映物質(zhì)在溫度變化時(shí)吸、放熱能力的性質(zhì),單位是:J/(kg℃)。
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。
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。
爐子的效率:
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。
公式:η=Q有效/Q總=cm(t-t0)/qm′。
提高爐子的效率既能節(jié)約燃料,又能減小對(duì)環(huán)境的污染,我們大家都要注意節(jié)約燃料。
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