初中物理改变世界的热机知识点精华.pdf

弃燕雀之小志弃燕雀之小志 (初三物理上初三物理上改变世界的热机知识点总结改变世界的热机知识点总结)慕鸿鹄以高翔慕鸿鹄以高翔宝剑锋从磨砺出宝剑锋从磨砺出梅花香自苦寒来梅花香自苦寒来挑战自我挑战自我 超越自我超越自我 第第 1 页跨入名校跨入名校 实现梦想实现梦想一、热机和内燃机一、热机和内燃机1.内能的利用方式：内能的利用方式：利用内能来加热：利用内能来加热：实质是内能的转移，即热传递。利用内能来做功：利用内能来做功：实质是内能的转化，即内能转化为机械能。2.热机：热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。蒸汽机是最早的热机。蒸汽机是最早的热机。1769 年，瓦特改进、完善了蒸汽机，解决了动力传输问题，才使蒸汽机成为带动其他机器运转的动力机器。蒸汽机的工作物质：蒸汽机的工作物质：高温高压的水蒸汽；活塞式内燃机的工作物质：活塞式内燃机的工作物质：高温高压的燃气。热机的种类：蒸汽机(水蒸汽推动汽缸中的活塞运动)、汽轮机(水蒸汽驱动叶轮转动)、内燃机(汽油机和柴油机)、喷气发动机、火箭发动机等。3.活塞式内燃机：活塞式内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机。常见活塞式内燃机：常见活塞式内燃机：汽油机、柴油机。活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。一个冲程。汽油机、柴油机的一个工作循环一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，属于四冲程内燃机，其中只有做功冲程燃气推动活塞做功，而其它三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的。内燃机的一个工作循环中，活塞往复运动 2 次，曲轴转动 2 周，带动飞轮转动 2 转，做功1 次，共完成 4 个冲程。若飞轮 nr/s，则在每秒内，活塞往复运动 n 次，曲轴转 n 周，做功0.5 n 次，共完成 2n 个冲程。压压缩缩冲冲程程：机械能转化为内能。做做功功冲冲程程：内能转化为机械能。4.汽油机和柴油机的比较：汽油机和柴油机的比较：汽油机的汽缸顶部是火花塞；柴油机的汽缸顶部是喷油嘴(在压缩冲程结束时，由喷油嘴向汽缸内喷射雾状柴油)。汽油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物；柴油机吸气冲程吸入汽缸的是空气。汽油机做功冲程的点火方式是点燃式(在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花)；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。内燃机的效率与压缩比、燃料的燃烧温度有关。柴油机汽缸的压缩比比汽油机更高，在压缩冲程末，柴油机把吸入的气体压缩得体积比汽油机更小，压强更大，温度也更高。柴油机优点是能源利用率高，燃烧充分，油耗低，效率高，排放低，结构简单，可靠性高，经济，但功率小，发动机转速比较低(柴油发动机最高 3500 转，但汽油机最高可达 6500转)，笨重。汽油机优点是功率高，爆发性好，提速迅捷，但燃油利用率比较低，自身功耗比较大，发动机结构比较复杂。汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。二、热机效率二、热机效率1.热机的效率：热机的效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的能量之比，用来描述热机的性能。热机的效率是热机性能的重要指标，与热机的功率无关。弃燕雀之小志弃燕雀之小志 (初三物理上初三物理上改变世界的热机知识点总结改变世界的热机知识点总结)慕鸿鹄以高翔慕鸿鹄以高翔宝剑锋从磨砺出宝剑锋从磨砺出梅花香自苦寒来梅花香自苦寒来挑战自我挑战自我 超越自我超越自我 第第 2 页跨入名校跨入名校 实现梦想实现梦想公式：Q总=Q有用=Q总总有用QQ Q有用输出有用功：输出有用功：输送到汽车轮子上对我们有用的那部分能量。W有=Fs=Pt;Q放=mq 或Vq。由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于 1。内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。2.热机能量损失的主要途径：热机能量损失的主要途径：燃料不完全燃烧损失能量、高温尾气带走能量、机器向外传热损失能量、克服摩擦做功消耗能量。3.提高热机效率的途径：提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；保持良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功；在热机的设计和制造上采用先进的技术。4.热机造成的污染：热机造成的污染：大气污染(“温室效应”)、热污染(城市“热岛效应”)、噪声污染。保护环境的措施：保护环境的措施：利用绿色能源；研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染；改进燃烧设备，消除烟尘；提高燃料的综合利用率；在内燃机的排气管上安装消声器，减少噪声污染。当手扶拖拉机的内燃机再现故障而使转速急剧增加，正常操作已经不能使它停转(这种故障叫做飞车)，则下列应急措施中可行的是：捂住进气口；立即找一个隔热的东西捂住排气口；脚踏刹车板，同时手拉制动器；让它空转，等油全部耗完时自动停下。在公路上有一辆汽车和一台拖拉机，经检查都发生了故障且都是因为蓄电池坏了，无法使用，不能启动，有人建议，只要把它推动以后：汽车和拖拉机都能启动；只有汽车能启动；只有拖拉机能启动；都不能启动。俗称电喷车的汽车采用电子燃油喷射系统，它用微电脑控制燃油的供应量和空气的吸入量，因而可使汽油燃烧得充分，提高发动机的效率。这种电喷车顶部既有火花塞，又有喷油嘴，在吸气冲程中只吸入空气，在压缩冲程末火花塞点火前喷入雾状汽油。把火电站改造成热电站，利用废气来供热，这种既供电又供热的热电站，充分利用废气带走的热量，可以大大提高燃料的利用率。烧水的铝壶底上有几个凹凸不平的同心圆圈：一是增大受热面积，提高烧水的效率；二是增强机械强度，使水壶更耐用。2006-2007 年度奇思妙想十大发明之一：六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力；弃燕雀之小志弃燕雀之小志 (初三物理上初三物理上改变世界的热机知识点总结改变世界的热机知识点总结)慕鸿鹄以高翔慕鸿鹄以高翔宝剑锋从磨砺出宝剑锋从磨砺出梅花香自苦寒来梅花香自苦寒来挑战自我挑战自我 超越自我超越自我 第第 2 页跨入名校跨入名校 实现梦想实现梦想第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的做功冲程，在第六冲程中发生的物态变化是液化。