內能的利用

一、熱機

1。熱機：把內能轉化為機械能的機器叫熱機。

2。內燃機：

①沖程：活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

②內燃機的工作過程：內燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內燃機中唯一對外做功的沖程，是由內能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內能。

③汽油機和柴油機的不同處

汽油機：氣缸頂、吸入空氣和汽油混合、點燃式、效率較低

柴油機：氣缸頂、吸入空氣、壓燃式、效率較高

二、熱機的效率

1.燃料的熱值

①定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與的其質量之比，叫做這種燃料的熱值。用符號“q”表示。

②定義式：q=Q/m(q為熱值) ( 若燃料是氣體燃料 q=Q/v)

③單位：J/kg，讀作：焦耳每千克 J/m3 讀作：焦耳每立方米

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。(7為次方)

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。(7為次方)

④關于熱值的理解：

A、對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質量而言，如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學能轉變成內能就不是該熱值所確定的值。

B、熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成內能的本領大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。

2.熱機的效率：

(1)熱機的能量流圖：

真正能轉變?yōu)閷ν庾龅挠杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵龝r所釋放能量的一部分。

(2)定義：熱機工作時,用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

(3)公式：η=Q有/Q總×100%。

式中，Q有為做有用功的能量;Q總為燃料完全燃燒釋放的能量。

(4)提高熱機效率的主要途徑

①改善燃燒環(huán)境，使燃料盡可能完全燃燒，提高燃料的燃燒效率。

②盡量減小各種熱散失。

③減小各部件間的摩擦以減小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用廢氣帶走的能量，從而提高燃料的利用率。

三、能量的轉化和守恒

能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其它形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能量的總量保持不變。

“第一類永動機”永遠不可能實現(xiàn)，因為它違背了能量守恒定律。

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