机械能和内能的转化精选文档.ppt

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1、机械能和内能的转机械能和内能的转化化本讲稿第一页，共三十九页探究探究1：如何改变铁丝的内能：如何改变铁丝的内能?火上烤、放入冰箱、晒太阳火上烤、放入冰箱、晒太阳摩擦、反复弯折、锤打摩擦、反复弯折、锤打热传递热传递做功做功本讲稿第二页，共三十九页探究探究2：空气压缩引火仪的工作原理：空气压缩引火仪的工作原理 往下压活塞，棉花燃烧往下压活塞，棉花燃烧内部气体温度升高内部气体温度升高气体内能增加气体内能增加机械能转化为内能机械能转化为内能本讲稿第三页，共三十九页探究探究3：本讲稿第四页，共三十九页讨论：比较空气压缩引火与发射瓶塞讨论：比较空气压缩引火与发射瓶塞这两个实验，你有什么发现？这两个实验，你

2、有什么发现？空气压缩空气压缩引火引火发射瓶塞发射瓶塞气体内能增加气体内能增加气体内能减少气体内能减少对气体做功对气体做功机械能转化为内能机械能转化为内能气体对外做功气体对外做功内能转化为机械能内能转化为机械能本讲稿第五页，共三十九页一、内能与机械能转化的规律：一、内能与机械能转化的规律：1、对物体做功，机械能转化为内能、对物体做功，机械能转化为内能,内能增大内能增大2、物体对外做功，内能转化为机械能、物体对外做功，内能转化为机械能,内能减小内能减小本讲稿第六页，共三十九页演示点火爆炸-将内能转化为机械能将内能转化为机械能您观察到什么现象您观察到什么现象?在此过程中在此过程中,酒精燃烧后的燃气对

3、外做功酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气燃气的的 能减少能减少,转化为转化为 能能.本讲稿第七页，共三十九页例题：例题：“钻木取火钻木取火”和和“太阳灶太阳灶”都能使物体都能使物体的内能增加，这两种获得内能的方式是否相同的内能增加，这两种获得内能的方式是否相同？本讲稿第八页，共三十九页二、与热传递改变物体内能比较二、与热传递改变物体内能比较热传递热传递做功做功相相同同不不同同在改变物体的内能方面是等效的在改变物体的内能方面是等效的 能量的转移能量的转移高温物体高温物体 低温物体低温物体热量热量做功做功 能量的转化能量的转化内能内能 机械能机械能本讲稿第九页，共三十九页1、航天飞船的表面层由耐高温的

4、材料做成。以防、航天飞船的表面层由耐高温的材料做成。以防飞船从太空返回地面的过程中产生的高温损坏飞飞船从太空返回地面的过程中产生的高温损坏飞船。想一想，为什么飞船在返回过程中温度会升船。想一想，为什么飞船在返回过程中温度会升高？高？用所学的物理知识解释现象用所学的物理知识解释现象本讲稿第十页，共三十九页用所学的物理知识解释现象用所学的物理知识解释现象2、水沸腾时，水蒸气会顶开锅盖。、水沸腾时，水蒸气会顶开锅盖。本讲稿第十一页，共三十九页本讲稿第十二页，共三十九页1、下列过程中，通过做功改变物体、下列过程中，通过做功改变物体的内能的是（的内能的是（）A、把铁片放在火上加热、把铁片放在火上加热B、

5、拉锯子锯木头使锯条的温度升高、拉锯子锯木头使锯条的温度升高C、把搭在弓上的箭射出去、把搭在弓上的箭射出去D、冬天用热水袋取暖、冬天用热水袋取暖B本讲稿第十三页，共三十九页2、把两块冰相互搓擦，冰会熔化，这表明通过、把两块冰相互搓擦，冰会熔化，这表明通过_的方式可以改变物体的内能；将冰块放的方式可以改变物体的内能；将冰块放在温水中也能熔化，这是通过在温水中也能熔化，这是通过_的方式改的方式改变物体的内能，实验表明这两种方式在改变物变物体的内能，实验表明这两种方式在改变物体的内能体的内能 上是上是_。本讲稿第十四页，共三十九页热机热机是将燃料燃烧产生的高温高压热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内

6、能转化为机械能的装置燃气的内能转化为机械能的装置.本讲稿第十五页，共三十九页1.1.内燃机和种类内燃机和种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机构造构造工作原理工作原理汽油机完整工作汽油机完整工作过程过程构造构造工作原理工作原理本讲稿第十六页，共三十九页2.2.汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴本讲稿第十七页，共三十九页汽油机在工作时汽油机在工作时,活塞在汽缸里做往复运动活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另外一端的过程活塞从汽缸的一端运动到另外一端的过程叫做一个叫做一个冲程冲程.信息快递本讲稿第十八页，共三十九页

7、汽油机工作原理吸气吸气冲程冲程压缩压缩冲程冲程做功做功冲程冲程排气排气冲程冲程本讲稿第十九页，共三十九页吸气冲程吸气冲程汽汽油油和和空空气气 进气门打开，排进气门打开，排气门关闭。活塞由上气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气合物从进气门吸入气缸。缸。本讲稿第二十页，共三十九页压缩冲程压缩冲程 进气门和排气进气门和排气门都关闭，活塞向门都关闭，活塞向上运动，燃料混合上运动，燃料混合物被压缩，压强增物被压缩，压强增大，温度升高。大，温度升高。本讲稿第二十一页，共三十九页做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，在压缩冲程末尾，火花塞产

8、生电火花，使火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。杆带动曲轴转动。本讲稿第二十二页，共三十九页排气冲程排气冲程燃燃烧烧后后的的废废气气 进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，活塞排气门打开，活塞向上运动，把废气向上运动，把废气排出气缸排出气缸。本讲稿第二十三页，共三十九页汽油机完成一个循环汽油机完成一个循环:1.活塞经历四个冲程活塞经历四个冲程,分别为分别为:、。其中。其中,_冲程时燃气对外做功冲程时燃气对外做功.2.曲轴旋转曲轴旋转 圈圈,活塞往复活塞往复 次次.3.压缩冲程和

9、做功冲程中能量是怎样转化的压缩冲程和做功冲程中能量是怎样转化的?吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气做功做功22压缩冲程中压缩冲程中,将机械能转化为内能将机械能转化为内能;做功冲程中做功冲程中,内能转化为机械能内能转化为机械能本讲稿第二十四页，共三十九页柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴本讲稿第二十五页，共三十九页 吸气冲程吸气冲程空空气气 进气门打开，进气门打开，排气门关闭。活塞排气门关闭。活塞由上端向下端运动，由上端向下端运动，将空气吸进气缸将空气吸进气缸。柴油机工作原理柴油机工作原理本讲稿第二十六页，共三十九页 压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都

10、关进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点温度已超过柴油的着火点。本讲稿第二十七页，共三十九页 做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从喷在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动杆带动曲轴转动。本讲稿第二十八页，共三十九页排气冲程排气冲程燃燃烧烧后后的的废废气气

11、 进气门关闭，排进气门关闭，排气门打开，活塞向上气门打开，活塞向上运动，把废气排出气运动，把废气排出气缸。缸。本讲稿第二十九页，共三十九页2)2)内燃机的启动内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始运转时，内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作燃机才能自己工作。本讲稿第三十页，共三十九页3)3)内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面和小型农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2

12、)2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面坦克上面。本讲稿第三十一页，共三十九页讨论讨论 汽油机和柴油机的工作过程有汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？什么相同点，有什么不同点？本讲稿第三十二页，共三十九页相同相同点点返回1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 每个工作循环都经历四个冲程：吸气每个工作循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，四个冲程

13、中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 一个工作一个工作循环循环中，活塞往复两次，飞中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。轮转动两周，做功一次。本讲稿第三十三页，共三十九页不同点不同点1构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 燃料不同：汽油机的燃料是汽油，燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。而柴油机的燃料是柴油。3 吸气不同：汽油机吸进汽油和空吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。气的混合气体，柴油机只吸进空气。4 点火不同：汽

14、油机属点燃式点火，点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。柴油机属压燃式点火。本讲稿第三十四页，共三十九页三三.燃料的热值燃料的热值探究探究:质量相同的物体燃烧时放出的热量质量相同的物体燃烧时放出的热量实验表明实验表明:相同质量的酒精与碎纸片燃烧后相同质量的酒精与碎纸片燃烧后,酒酒精比碎纸片放出的热量精比碎纸片放出的热量 .更多的实验表明更多的实验表明:质量相等的不同燃料质量相等的不同燃料,完全燃完全燃烧所放出的热量一般是烧所放出的热量一般是 (相同相同/不相同不相同).本讲稿第三十五页，共三十九页煤油煤油 4.6X107木炭木炭 3.4X107汽油汽油 4.6X107无烟煤无烟煤

15、3.4X107氢气氢气 14.3X107石油石油 4.4X107焦碳焦碳 3.0X107天然气天然气4.4X107柴油柴油 3.3X107烟煤烟煤 2.9X107煤气煤气 4.2X107酒精酒精 3.0X107干木柴干木柴 1.2X107气体气体液体液体固体固体定义：定义：1kg某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧放出的放出的热量热量叫做这叫做这种燃料的种燃料的热值热值.用符号用符号“q”表示，单位是：表示，单位是：J/kg。公式：公式：Q=mq常用燃料的热值（单位：常用燃料的热值（单位：J/kg）本讲稿第三十六页，共三十九页1.内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而内燃机在做功冲程中，高温气体迅

16、速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是是 A内能减少，温度降低内能减少，温度降低 B内能增加，温度升高内能增加，温度升高 C内能减少，温度升高内能减少，温度升高 D内能增加，温度降低内能增加，温度降低练习A本讲稿第三十七页，共三十九页2.如图所示，此图是汽油机的如图所示，此图是汽油机的 冲程。在冲程。在此冲程中，气缸中的气体体积此冲程中，气缸中的气体体积 ，压强，压强 。（填。（填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”）压缩压缩减小减小变大变大本讲稿第三十八页，共三十九页3.冬天双手捧着热水袋会感到暖和，这是利用冬天双手捧着热水袋会感到暖

17、和，这是利用 方式增加了手的内能；双手反复摩擦也会感到方式增加了手的内能；双手反复摩擦也会感到暖和，这是利用暖和，这是利用 的方式增加了手的内能。的方式增加了手的内能。4.改变物体内能的方式有做功和热传递两种，在改变物体内能的方式有做功和热传递两种，在汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它汽油机的压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物使它的温度升高，是通过的温度升高，是通过 方式增加了燃料混合物方式增加了燃料混合物的内能；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，的内能；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这样就可以通过包围着，这样就可以通过 得方式降低汽缸的得方式降低汽缸的温度（减少汽缸的内能）温度（减少汽缸的内能）本讲稿第三十九页，共三十九页