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高中物理热机知识点总结

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高中物理热机知识点总结,高考物理复习资料,轻轻家教为大家搜集信息如下,希望对您有所帮助。

高中物理热机知识点总结(一)

  1.物理学习中已经学习过机械效率、炉子效率等效率问题,所谓效率是指有效利用部分占总体中的比值。热机是利用燃料燃烧产生的内能做功的装置,用来做有用功的部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。

  2.由于燃气的内能一部分被排出的废气带走,一部分由于机器散热而损失,还有一部分用来克服摩擦等机械损失,用于做有用功的部分在总体中的比例不可能达到IO0%,一般情况下:蒸汽机效率6%~15%,汽油机的效率20~30%,柴油机的效率30%~45%.

  3.热机效率是热机性能的重要指标,人们在技术上不断改进,减小各种损耗,提高效率。在热机的各种损失中,废气带走的能量在总体中所占比例最大,对这部分余热的利用是提高热机效率的主要途径。热电站就是利用发电厂废气余热来供热,既供电,又供热,使燃料的各种利用率大大提高。

  热机效率比较低,说明热机中燃料完全燃烧放出的能量中用来做有用功的部分比较少,即热机工作过程中损失的能量比较多,归纳起来有如下原因:第一,燃料并未完全燃烧,使一部分能量白白损失掉,例如从汽车排出的气体中我们可以嗅到汽油的味道,这说明汽油机中的汽油未完全燃烧;第二,热机工作的排气冲程要将废气排出,而排出的气体中还具有内能,另外气缸壁等也会传走一部分内能;第三,由于热机的各部分零件之间有摩擦,需要克服摩擦做功而消耗部分能量;第四,曲轴获得的机械能也未完全用来对外做功,而有一部分传给飞轮以维持其继续转动,这部分虽然是机械能,但不能称之为有用功。据上所述,热机中能量损失的原因这么多,所以热机效率一般都比较低。

  提高热机效率的途径

  根据前面所归纳的损失能量的几个原因,我们只要有针对性地将各种损失的部分尽可能减小,便可使效率提高。

  (1)改善燃烧环境,调节油、气比例等使燃料尽可能完全燃烧;

  (2)减小各部分之间的摩擦以减小磨擦生热的损耗;

  (3)充分利用废气的能量,提高燃料的利用率,如利用热电站废气来供热。这种既供电又供热的热电站,比起一般火电站,燃料的利用率大大提高。

  

    高中物理热机知识点总结(二)

  1、内燃机及其工作原理:将燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功,把内能转化为机械能。按燃烧燃料的不同,内燃机可分为汽油机、柴油机等。

  (1)汽油机和柴油机都是一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。

  (2)一个工作循环中只对外做一次功,曲轴转2周,飞轮转2圈,活塞往返2次。

  (3)压缩冲程是对气体压缩做功,气体内能增加,这时机械能转化为内能。

  (4)做功冲程是气体对外做功,内能减少,这时内能转化为机械能。

  (5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中,只有做功冲程是燃气对活塞做功,其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。

  (6)判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点:一是气阀门的开与关;二是活塞的运动方向。

冲程的名称

气门开、关情况

活塞的运动方向

能量的转化情况

吸气冲程

只有一个气门(吸气门)打开

向下运动

 

压缩冲程

两个气门都关闭

向上运动

机械能转化成内能

做功冲程

两个气门都关闭

向下运动

内能转化成机械能

排气冲程

只有一个气门(排气门)打开

向上运动

 

  (7)汽油机和柴油机的不同处

项目

构造

吸入气缸的物质

点燃方式

效率

汽油机

气缸顶部有一个火花塞

空气和汽油混合物

点燃式

效率较低

柴油机

气缸顶部有一个喷油嘴

空气

压燃式

效率较高

  2、燃料的热值

  (1)燃料燃烧过程中的能量转化:目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能,燃料燃烧时释放出大量的热量。燃料燃烧是一种化学反应,燃烧过程中,储存在燃料中的化学能被释放,物体的化学能转化为周围物体的内能。

  (2)燃料的热值

  ①定义:lkg某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。

  ②热值的单位J/kg,读作焦耳每千克。还要注意,气体燃料有时使用J/m3,读作焦耳每立方米。

  ③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是不同的,同种燃料的热值是一定的,它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。

  (3)在学习热值的概念时,应注意以下几点:

  ①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。

  ②强调所取燃料的质量为“lkg”,要比较不同燃料燃烧本领的不同,就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。

  ③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。

  ④燃料燃烧放出的热量的计算:一定质量m的燃料完全燃烧,所放出的热量为:Q=qm,式中,q表示燃料的热值,单位是J/kg; m表示燃料的质量,单位是kg;Q表示燃料燃烧放出的热量,单位是J。

  5若燃料是气体燃料,一定体积V的燃料完全燃烧,所放出的热量为:Q=qV。式中,q表示燃料的热值,单位是J/m3;V表示燃料的体积,单位是m3;Q表示燃料燃烧放出的热量,单位是J。

  3、热机效率

  燃料的 化学能E

  (1)热机的能量流图:如右图所示是热机的能量流图:

  由图可见,真正能转变为对外做的有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。

  (2)定义:热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值,称为热机效率。

  (3)公式:η=E有/Q×100%。式中,E有为做有用功的能量;Q总为燃料完全燃烧释放的能量。

  (4)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。

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