[理化生]机械能与内能的相互转化.ppt

* 第十二章 第3节 机械能与内能的相互转化 江苏省徐州高级中学 周 海 权 复习： 功的概念： 定义： （1）两个必要因素： （2）不做功的三种情况： 功的公式： 单位： 力与物体在力的方向上通过的距离的乘积称为功。 ①作用在物体上的力； ②物体在力的方向上通过一段距离。 ①F≠0，S=0；有力但未产生距离； ②F=0，S≠0；如物体在光滑水平面上运动； ③F⊥S；力方向与物体运动方向垂直，力做功。 W=F·s 焦（牛顿·米） 为什么汽车高速行驶时,轮胎的温度会升得很高??? 反复弯折铁丝,铁丝发烫。 天冷时搓搓手可以变得暖和一些。 钻 木 取 火 摩 擦 生 热 弯折铁丝 实验中,铁丝的温度是否发生变化? 实验中铁丝的内能变高了吗? 增加的内能是哪里来的? 做功与内能的改变： 1、做功能改变物体内能： （1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） （8） 反复折铁丝，铁丝发热； 压缩乙醚导致燃烧； 针筒压缩空气→放气→冒“白烟”； 搓手、跺脚取暖； 冬天体育锻炼可以取暖； 太空中的陨石坠入大气层，成为流星； 宇宙飞船返回舱落地后发现被烧糊； 汽车刹车后，车轮停止转动，在地面上摩擦，轮胎表面温度升高产生冒烟现象，并在地上留下黑色痕迹； 做功是改变物体内能的另一种方式。 包括： （1） （2） 外界对系统做功； 系统对外界做功； 想一想：此实验的现象 发生的物理过程。 注意安全 活动一： 做功和热传递的区别与联系： （1）联系： （2）区别： 注意： 做功和热传递都可以改变物体的内能，但两者又有区别和联系。 在改变物体内能的效果上是相同的，既做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 做功→实质是能量的转化； 热传递→实质是能量的转移； 点火爆炸 你观察到什么现象? 在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的 能减少，转化为 能 内 机械 注意安全 归纳与总结 改变物体内能的方式 热传递 做功 (内能的转移) (能量的转化) 吸热——内能增加 放热——内能减小 对物体做功—— 内能增大 物体对外做功—— 内能减小 热 机（热力发动机的简称） 内燃机（内燃式热机）： 常见的内燃机： 汽油机 柴油机 热机：将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。包括： 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力 的热机。 （1）蒸汽机→锅炉产生蒸汽，蒸汽推动活塞做功； （2）内燃机（汽油机、柴油机）→燃料在汽缸内燃烧，燃烧的高压气体直接推动活塞做功； （3）喷气发动机→利用反冲运动工作→只能在大气层内使用。 （4）火箭发动机→利用反冲运动工作。 汽油机 1、汽油机：用汽油作燃料的内燃机. 2、汽油机的结构： 排气阀 活塞 气缸 火花塞 曲轴 进气阀 连杆 飞轮 3、汽油机的工作原理： 冲程：内燃机工作时，活塞在气缸内做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程。 汽油机一个工作循环有四个冲程： 排气 做功 压缩 吸气 能量转变情况 混合气体状态 排气阀 进气阀 活塞运动状况 冲程 向下运动 向上运动 向下运动 向上运动 开启 关闭 关闭 关闭 关闭 关闭 关闭 开启 进入气缸 被压缩,温度升高,压强增大 爆发性燃烧 排出气缸 机械能转变为内能 消耗机械能 内能转变为机械 消耗机械能 吸气冲程 做功冲程 排气冲程 压缩冲程 请看flase演示： 1、汽油机的构造； 2、汽油机的工作过程； 3、柴油机的构造； 4、柴油机的工作过程； 5、汽油机与柴油机的比较。 1、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？ 2、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？ 3、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？ 4、排气后，下一个工作过程是什么冲程？ 5、当燃油还没有燃烧做功的时候，活塞是怎样动起来的？ 讨论 答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞运动，内能转变为机械能。 答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能。 答：在做功冲程，飞轮获得足够的动能而高速转动，在吸气、压缩、排气三个冲程中，活塞的运动都是靠飞轮的惯性来完成的。 答：吸气冲程。 答：通常是先接通了启动机(电动机)，用启动机带动活塞动起来。也可用手柄，人工摇动手柄带动活塞起动。 柴油