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《内能的利用》预习提要

一、热机

1.定义：热机是利用内能做功的机械.

2.工作原理：化学能→内能→机械能

3.分类：热机的种类繁多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动

机等.

4.内燃机定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。

5.内燃机分类：汽油机、柴油机.

6.汽油机

（1）结构

（2）工作原理：利用汽油在汽缸里面燃烧时产生高温高压的燃气，

推动活塞做功。

（3）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端

的过程，叫做一个冲程。

（4）工作循环：四冲程汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做

功、排气四个冲程组成的.

（5）四冲程汽油机工作过程示意图

7.柴油机

（1)构造：柴油机的构造和汽油机相似，不同的是柴油机汽缸顶部是

一个喷油嘴，在压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷进柴油，遇到温度超

过柴油着火点的空气而自动点燃。

（2）工作过程：柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气

四个冲程.

（3）应用：汽油机大多用于小汽车、摩托等一些轻巧的机械上，柴

油机则多用于载重汽车、轮船、拖拉机等.

二、热机的效率

1.燃料的热值

（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种

燃料的热值.用符号q表示，单位为焦每千克（J/kg）或焦耳每立方

米（J/m^3）.

（2）特点：热值是燃料的一种属性，与燃料的体积、质量、是否充

分燃烧等无关，只与燃料的种类有关.

（3）燃料燃烧放出热量的公式：Q=mq、Q=qV.

（4）常见燃料的热值

2、热机效率

（1）定义：热机做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能

量之比，叫做热机的效率，用η表示.

（2)公式：η=w有/W总

（3）提高热机效率的方法

①使燃料充分燃烧，如将煤磨成煤粉或煤粒，加大送风量等.

②设计制造热机时，不断改进和创新，减少各种热量损失.

③机件间保持良好的润滑，减小摩擦.

三、能量的转化和守恒

1.能量的转化

在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的：

摩擦生热→机械能转化为内能；

水电站里水轮机带动发电机发电→机械能转化为电能；

电动机带动水泵把水送到高处→电能转化为机械能；

植物吸收太阳光进行光合作用→光能转化为化学能；

燃料燃烧时发热→化学能转化为内能·

……

2.常见的能量形式

机械能、化学能、内能、电能、光能.

3.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，能量的总量保持不变.

机械能守恒和能量守恒的区别

（1）机械能的守恒是有条件的——没有能量损失或额外的能量补充.

机械能守恒是指一个物体只存在着动能和势能之间的转化时，机械能

的总量将保持不变.如果除此之外还存在能量的转化过程，则机械能

的总量发生改变，此时机械能不再守恒.例如克服摩擦力做功，机械

能的总量减小，损失的机械能转化为其他形式的能。

（2）能量守恒定律的成立不需要条件，这是因为能量的转化形式是

多样的，可以在机械能、内能、化学能、电能、光能、原子能之间相

互转化，不限于动能和势能之间，在转化过程中，一种形式的能量减

少，另一种形式的能量必然增加，能量的总量保持不变。