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内能的利用

知识集结

知识元

内能的利用

知识讲解

一、热机

1．热机：车，船和飞机的发动机。是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。

2．内燃机：内燃机是热机的一种，燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的内机叫做内燃

机。如果不是在气缸内燃烧产生动力的就不是内燃机。比如有蒸汽机，汽轮机等。

3．内能的利用：利用内能可以加热，也可以做功。

4．内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。

一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周。

二、四冲程内燃机的工作原理

1．进气冲程

是向气缸内填充新鲜气体的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从上止点向下止点移动的

过程此时进气门打开，排气门关闭。当活塞到达下止点时该冲程结束。

2．压缩冲程

是将缸内的气体压缩的过程（为燃烧着火创造基本条件，缸内温度升高）。活塞在气缸中由曲

轴通过连杆带动从下止点向上止点移动的过程此时进、排气门均关闭。当活塞到达上止点时该

冲程结束。

3．做功冲程

是缸内可燃混合气燃烧将化学能转换为热能的过程。活塞在燃气压力的作用下由上止点向下止

点运动，曲轴通过连杆带动旋转输出功。此时进、排气门均关闭，当活塞到达下止点时该冲程

结束

4．排气冲程

是为了下一循环工作而清除缸内燃烧后的废气的过程。活塞在气缸中由曲轴通过连杆带动从下

止点向上止点运动的过程。此时进气门关闭，排气门打开。当活塞到达上止点时该冲程结束。

注意：四冲程内燃机的工作原理归纳：

1．过程：吸、压、做、排

2．运动：往复、旋转、气门的配合关闭

3．过程中的异、同点：吸与膨（活塞向下、气门开闭、活塞运动力的作用等）；压与排（活

塞向上、气门开闭、活塞运动力的作用等）。

4．汽油和柴油机的区别：

汽油机柴油机

构造顶部有一个火花塞顶部有一个喷嘴

不吸气冲程吸入汽油与空气的混合气体吸入空气

同点燃方式点燃式压燃式

点效率低高

应用小型汽车、摩托车载重汽车、大型拖拉机

相冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2次，

同曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。

点

三、热机效率

1．热值（q）：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。单位是：焦耳/千克。（J/kg）.

关于热值的理解：

①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料

的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃

料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内

能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成

内能的本领大小，也就是说，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．燃料燃烧放出热量计算Q=qm（Q是热量，单位是：焦耳q是热值，单位是：焦/千克；m

是质量，单位是：千克）热值跟热量不能搞混了。

3．热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效

率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。公式：

4．在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的

重要措施。

注意：热机能量的损失

①燃料未完全燃烧（尽量完全燃烧：充足空气，研磨成细颗粒）

②气排出带走能量（废气的利用）

③克服磨擦，消耗能量（使用润滑剂，减小摩擦）

四、能量守恒定律

1．内容

能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，