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九年級物理內能的利用知識點(diǎn)講解

第一節：內能的利用

內能的利用方式

利用內能來(lái)加熱：實(shí)質(zhì)是熱傳遞。

利用內能來(lái)做功：實(shí)質(zhì)是內能轉化為機械能。

第二節：熱機

1、熱機：

定義：熱機是利用內能來(lái)做功，把內能轉化為機械能的機器。

熱機的種類(lèi)：蒸汽機、內燃機(汽油機和柴油機)、汽輪機、噴氣發(fā)動(dòng)機等

2、內燃機：

內燃機活塞在汽缸內往復運動(dòng)時(shí)，從氣缸的一端運動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程。

四沖程內燃機包括四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

在單缸四沖程內燃機中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程為一個(gè)工作循環(huán)，每個(gè)工作循環(huán)曲軸轉2周，活塞上下往復2次，做功1次。

在這四個(gè)沖程中只有做功沖程是燃氣對活塞做功，而其它三個(gè)沖程(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。

壓縮沖程將機械能轉化為內能。

做功沖程是由內能轉化為機械能。

3、汽油機和柴油機的比較：

①汽油機的氣缸頂部是火花塞;

柴油機的氣缸頂部是噴油嘴。

②汽油機吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物;

柴油機吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。

③汽油機做功沖程的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式;

柴油機做功沖程的點(diǎn)火方式是壓燃式。

④柴油機比汽油及效率高，比較經(jīng)濟，但笨重。

⑤汽油機和柴油機在運轉之前都要靠外力輔助啟動(dòng)。

4、熱值

燃料燃燒，使燃料的化學(xué)能轉化為內能。

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。用符號q表示。

單位：固體燃料的熱值的單位是焦耳每千克(J/kg)、氣體燃料的熱值的單位是焦耳每立方米(J/m3)。

熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類(lèi)有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否完全燃燒等無(wú)關(guān)。

公式：

①Q=qmm=q(Q)q=m(Q)

Q——放出的熱量——焦耳(J);q——熱值——焦耳每千克(J/kg);m——燃料質(zhì)量——千克(kg)。

②Q=qVV=q(Q)q=V(Q)

Q——放出的熱量——焦耳(J);q——熱值——焦耳每立方米(J/m3);V——燃料體積——立方米(m3)。

物理意義：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。

第三節：熱機效率

影響燃料有效利用的因素：一是燃料很難完全燃燒，二是燃料燃燒放出的熱量散失很多，只有一小部分被有效利用。

有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末狀、用空氣吹進(jìn)爐膛(提高燃燒的完全程度);以較強的氣流，將煤粉在爐膛里吹起來(lái)燃燒(減少煙氣帶走的熱量)。

熱機的效率：熱機用來(lái)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。

熱機的效率是熱機性能的一個(gè)重要標志，與熱機的功率無(wú)關(guān)。

公式：

Q總=η(Q有用)Q有用=Q總η

由于熱機在工作過(guò)程中總有能量損失，所以熱機的效率總小于1。

熱機能量損失的主要途徑：廢氣內內、散熱損失、機器損失。

提高熱機效率的途徑：①使燃料充分燃燒，盡量減小各種熱量損失;②機件間保持良好的潤滑，減小摩擦。③在熱機的各種能量損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

常見(jiàn)熱機的效率：蒸汽機6%～15%、汽油機20%～30%、柴油機30%～45%

內燃機的效率比蒸汽機高，柴油機的效率比汽油機高。

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