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热机
1、内能的利用方式
利用内能来加热物体：如烧水、做饭。
利用内能来做功：如水蒸气的内能转化成塞子的动能。
2、热机
定义：把燃烧时释放的内能转化为机械能的装置称为热机。
工作原理：燃料在燃烧时，将化学能转化为内能，又通过做功把内能转化为机械能。
热机的种类：
3、内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。
内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
汽油机与柴油机
一、汽油机
（1）工作原理：利用汽缸内燃烧汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机。
（2）构造：火花塞、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴
（3）冲程：内燃机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运动，叫作一个冲程。
（4）工作循环：汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（5）总结：一个循环中，飞轮转动两周，对外做功一次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠飞轮的惯性来完成，另外压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。
二、柴油机
1、工作原理：利用汽缸内燃烧柴油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的热机。
2、构造：与汽油机构造相似，所不同的是柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
3、工作过程：与汽油机大致相似，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次。
比较 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
一个 工作循环 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合气体 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度小，燃料混合气体的压强和温 度较高（机械能转化为内能） 压缩程度大，空气的压强和温度更高 （机械能转化为内能）
做功冲程 点燃式 （火花塞点火，内能转化为机械能） 压燃式 （柴油遇到高温高压的热空气直接燃烧， 内能转化为机械能）
排气冲程 排出废气 排出废气
主要特点 轻巧、效率低 笨重、效率高
适用范围 小汽车、飞机、摩托车等 载重汽车、拖拉机、火车、轮船等
相同点 * 都是燃料在汽缸中燃烧； * 汽油机的火花塞和柴油机的喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程的末期； * 一个工作循环中，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次。
汽油机和柴油机的异同点
习题练习
汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数釆用汽油机作为发动机，如图四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法不正确的是（ ）
A.甲冲程中机械能转化为内能 B.乙冲程是排气冲程
C.丙冲程中机械能转化为内能 D.丁冲程是吸气冲程
2、汽油机与柴油机相比较，下列说法正确的是（ ）
A、汽油机顶部有喷油嘴，吸入的是空气
B、柴油机顶部有火花塞，吸入的是柴油和空气的混合物
C、活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程
D、柴油机的压缩冲程压缩程度小，而汽油机压缩冲程压缩程度大
3、若一台汽油机的转速为1800r/min，该汽油机每秒 转，每秒内完成 个冲程，每秒做功 次。
热机效率
一、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q表示。
2、 单位：焦/千克，符号：J/kg 。
3、 物理意义：表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。如木炭的热值为3.4×l07J/kg。它表示：1kg的木炭完全燃烧时所放出的热量是3.4×l07J。同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值一般不同。
4、 燃料燃烧放出热量的计算
* 其中m表示燃料质量，单位是kg；q表示该种燃料的热值，单位是J/kg；。放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，单位是J。
* 其中v表示燃料体积，单位是m3 ；q表示该种燃料的热值，单位是J/㎡。放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，单位是J。
5、燃料热值的理解
燃料的热值在数值上等于1kg(或1m3 )某种燃料完全燃烧放出的热量。
热值是燃料本身的一种特性，反映燃料燃烧释放能量本领大小的物理量。燃料的热值只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、是否完全燃烧、放热的多少均无关。
二、热机效率
1、热机的效率
定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧所释放的能量之比，叫热机的效率。
公式：
3、热机燃料燃烧能量走向示意图
4、提高热机效率的主要途径
①使燃料充分燃烧；
②尽量减少各种热量损失；
③采用先进的技术，改变热机结构;
④保证良好的润滑，减小机械摩擦。
习题练习
1、有关热值的概念，下列说法正确的是( )
A、燃料燃烧时，随着不断放热，它的热值越来越小
B、采取措施使燃料燃烧得更充分，就可以提高燃料的热值
C、任何燃料实际燃烧时放出的热量，都比按热值计算出来的数值小
D、煤油的热值比酒精大，就是说煤油完全燃烧时放出的热量比酒精多
2、某家庭需要将质量为50kg，温度为20℃的水加热到60℃，作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水, 需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg ,水的比热容C水=4.2×103J/(kg ℃)。求：
质量为50kg、温度为20℃的水加热到60℃需吸收的热量；
完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；
煤气灶烧水的效率。
3、已知煤气的热值为3.6×107J/ , 0.28 的煤气完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20℃，质量为30kg的水吸收，则水温升高多少？
能量的转化和守恒
一、能量的转化
1、 能量的形式
能量的存在有很多种形式，如机械能、内能、电能、化学能、光能、核能等。
2、 能量的转化
不同形式的能在一定的条件下可以相互转化。
摩擦生热 机械能转化为内能 炽热的铁水 内能转化为光能
电动机转动 电能转化为机械能 蓄电池充电 电能转化为化学能
火力发电站 内能转化为电能 蓄电池放电 化学能转化为电能
太阳能电池 光能转化为电能 气体膨胀做功 内能转化为机械能
植物的光合作用 光能转化为化学能 燃料燃烧 化学能转化为内能
3、能量的转移
能量可以从一个物体转移到另一个物体，也可以从物体的一部分转移到另一部分。
二、能量守恒定律
1、 内容
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，这就是能量守恒定律。
2、 能量守恒定律的意义
能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到宇宙天体，小到原子核内部，只要有能量转化，就一定服从能量守恒定律。
3、 能量转化与转移的区别
能量的转化：通过做功使能的形式发生了改变，是一种形式的能转化为另一种形式的能。
能量的转移：同一种形式的能从一个物体转移到另一个物体，能的形式没有改变，如热传递。
习题练习
1、神舟十一号载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层后将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成” 一个大火球，而飞船内的航天员和设备却安然无恙。下列说法正确的是( )
A、飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦，内能转化为机械能
B、飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦，机械能转化为内能
C、飞船“燃烧”是航天员为消除太空细菌釆取的高温消毒措施
D、飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船
2、用绳子把一个铁锁悬挂起来，把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动，如图所示。铁锁由开始位置a沿弧线向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动。
⑴从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化
(2)从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。
(3)在此过程中，机械能是否守恒？能的总量是否守恒

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