第14章 内能的利用 单元总结（解析版）.doc

1、第十四章 内能的利用单元总结思维导图内能的利用热机热机的效率能量的转化和守恒热机汽油机柴油机概念：利用内能做工的机器构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、火花塞原理：把燃料燃烧产生的内能转化为机械能工作过程构造：气缸、活塞、连杆、曲轴、喷油嘴 工作牌过程吸气冲程：进气门开，排气门关，吸入汽油和空气的混合物 压缩冲程: 进气门和排气门都关闭，活塞向上压缩气体，机械能转化为内能做功冲程：压缩冲程末，火花塞产生电火花，汽油燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，把内能转化为机械能。排气冲程：进气门关，排气门开，活塞由下往上，把做完功之后的废气排出气缸。吸气冲程：进气门开，排气门关，吸入的只有空气 压缩冲程

2、：进气门和排气门都关闭，活塞向上压缩气体，机械能转化为内能做功冲程：压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油遇到高温的空气，柴油燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，把内能转化为机械能排气冲程：进气门关，排气门开，活塞由下往上，把做完功之后的废气排出气缸。燃料的热值热机的效率定义：1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。单位：J/kg（固体）、J/m3(气体 )公式:q=Q/m(固体）或q=Q/V（气体）定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率公式：W有用/Q放100%提高机械效率的方法:让燃料充分燃烧；减少各种能量损失能量的转化：能量的各种形式之间在一定的条件下，可以相

3、互转化能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变 知识要点知识要点一：判断汽（柴油）机是哪个冲程，及其能量转化情况。【知识详解】进气门开，排气门关。活塞向下运动；消耗机械能进气门和排气门都关闭，活塞向上运动；机械能转化为内能进气门和排气门都关闭，活塞向下运动；内能转化为机械能进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。消耗机械能（1）在汽油机的一个工作循环中，活塞来回往复两次，曲轴转动两周,对外作功一次。（3）能的转化:在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠飞轮的惯性来完

4、成。【典例分析】（2019 广东省）某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。如图为_冲程工作示意图，活塞向_运动，燃料混合物被压缩，在这个过程中机械能转化为_。【答案】压缩 ； 上； 内能。【解析】由图知，进气门、排气门均关闭，活塞有向上标志（或火花塞没有火花），所以该图为汽油机的压缩冲程工作示意图，压缩冲程对应活塞是向上运动的，此时燃料混合物被压缩，燃料混合物的温度升高，内能增加，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能。【针对练习】(2019 天津市)如图是某四冲程汽油机的_冲程，在此冲程中内能转化为_能。【答案】做功 ; 机械。【解析】 由图可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下

5、运动，因此是做功冲程；汽油机的做功冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能。 【技巧总结】内燃机四冲程的判断方法：一看气门开闭，二看活塞运动方向。吸气门开就是吸气冲程，排气门开就是排气冲程，两个门都关闭且活塞向下运动，为做功冲程；若两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程。如下表：四个冲程中，只有做功冲程是把内能转化为机械能，压缩冲程把机械能转化为内能。知识要点二：燃料的热值及燃料完全燃烧放出热量的计算【知识详解】燃料的热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧无关。燃料完全燃烧时放出热量计算公式：固体： Q放=qm (热值q的单位是: J/kg；质量的单位

6、：kg)气体： Q放=qv (热值q的单位是： J/m3；体积单位：m3)【典例分析】（2019 四川巴中市）为了减少大气污染，可对秸秆进行回收加工制成精秆煤，完全燃烧2kg秸秆煤可放出 J热量；若这些热量完全被水吸收，可使 kg水温度由20升高到60已知q秸秆煤2.1107J/kg，c水4.2103J/（kg）。【答案】 4.2107； 250。【解析】秸秆煤完全燃烧释放的热量：Q放m秸秆煤q2kg2.1107J/kg4.2107J。由题意可知，水吸收的热量为：Q吸Q放4.2107J，由Q吸cmt可得，水的质量：【针对练习】(2019 四川攀枝花)我国在南海海底开采出的天然气水合物，俗称“可

7、燃冰”，1m3可释放出约0.8m3的水和164m3的天然气。居民使用天然气烧水是利用 （填“热传递”或“做功”）的方式改变水的内能。天然气热值为1.9107J/m3，完全燃烧50m3的天然气释放的热量为 J。【答案】热传递；9.5108。【解析】居民使用天然气烧水是通过热传递的方式改变了水的内能；完全燃烧50m3的天然气释放的热量：Q放Vq50m31.9107J/m39.5108J。【技巧总结】在计算有关燃料完全燃烧放出热量的计算时，要看清是气体燃料还是固体燃料，然后选择正确的单位。知识要点三：热机的效率和热效率（炉子等）的计算。【知识详解】 热机效率公式：；热效率计算公式： 【典例分析】(2

8、019 四川遂宁市)为了减少环境污染，共建绿水青山的美好生态，我市部分农村地区已经用上了天然气烧水煮饭，设天然气热值为4.2107J/kg，完全燃烧0.2kg天然气放出的热量为_J；若这些热量的25%被12.5kg、30的水吸收，能使水的温度升高到_（c水=4.2103J/kg）【答案】8.4106 70.【解析】（1）完全燃烧0.2kg天然气放出的热量：Q放=mq=0.2kg4.2107J/kg=8.4106J；（2）由题知，水吸收的热量：Q吸=25%Q放=25%8.4106J=2.1106J；由Q吸=cmt得，水升高的温度：t=40，水的末温：t=t0+t=30+40=70。【针对练习】(

9、2019 苏州市)如图所示，在空气压缩引火仪玻璃筒的底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，此过程的能量转化方式与汽油机的 冲程相同；某效率为25%的汽油机在一次工作中消耗了体4kg汽油，该汽油机对外做的机械功为 (汽油热值为46107J/kg)【答案】压缩；4.6107.【解析】用力将活塞迅速下压，棉花被点燃，是此过程是机械能转化为内能，相当于汽油机的压缩冲程；燃烧4kg的汽油释放的热量为Q放=mq=4.6107J/kg4kg=1.84108J；汽油机的热效率为25%即被汽油机吸收的热量来做机械功的能量占总消耗能量的25%，所以W=1.84108J25%=4.6107J.【技巧总结】如果是计算热机的效率，发生了能量转化，选择，W有是力做功；如果计算有关炉子的效率，选择，Q吸是水吸收的热量。