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、吸入空气和汽油混合、点燃式、效率较低

柴油机：气缸顶、吸入空气、压燃式、效率较高

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) ( 若燃料是气体燃料 q=Q/v)

③单位：J/kg，读作：焦耳每千克 J/m3 读作：焦耳每立方米

酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。(7为次方)

煤气的热值是3.9×107J/ m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。(7为次方)

④关于热值的理解：

A、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。

B、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.热机的效率：

(1)热机的能量流图：

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。

(3)公式：η=Q有/Q总×100%。

式中，Q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。

三、能量的转化和守恒

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。

“第一类永动机”永远不可能实现，因为它违背了能量守恒定律。