第十四章　内能的利用

一、热机

1、热机：把内能转化为机械能的机器叫热机。

2、内燃机：

①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。

②内燃机的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。

③汽油机和柴油机的不同处

汽油机：气缸顶火花塞 点燃式 效率较低（20%～30%） 吸入空气和汽油混合物。

柴油机：气缸顶喷油嘴 压燃式 效率较高（30%～45%） 只吸入空气。

3、飞轮每转动两次，做一次功，完成四个冲程。

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的其质量之比，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。

②定义式：q=Q/m（q为热值） （ 燃料是气体燃料 q=Q/v）

③单位：J/kg，读作：焦耳每千克 J/m^3读作：焦耳每立方米

酒精的热值是3.0×10^7J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×10^7J。

煤气的热值是3.9×10^7/ m^3，它表示：1m^3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×10^7J

④关于热值的理解：

A、对于热值的概念，热值是一个理想值

B、它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

2、 热机的效率：

(1)定义：热机工作时,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做热机的效率。

(2)η=W有/Q总×100%

式中，W有为做有用功的能量；Q总为燃料完全燃烧释放的能量。

(3)提高热机效率的主要途径

①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。

②尽量减小各种热散失。

③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。

三、能量的转化和守恒

1、内能的利用：

利用内能直接加热物体

利用内能来做功

2、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它形式，或者从一个物体转移到另一个

物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

“永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。