内能的利用教案

标

知

识

点

类别

   内能的利用 内燃机 热机的效率 

一. 教学内容：

内能的利用 热机

二. 重点、难点：

1. 重点：

燃烧值的概念和单位，内能的应用，内燃机的基本构造和工作原理。

2. 难点：

燃料燃烧时放出热量的计算，热机效率。

三. 知识点分析：

燃料及其燃烧值

l. 燃料的燃烧值：1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的燃烧值，燃烧值的单位是J/kg，气体燃料的燃烧值单位，有时使用J/m3。

燃料燃烧的实质。燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能，也就是通常所说的释放出能量。不同物质组成的燃料，在质量相等的条件下完全燃烧，放出的热量是不相等的。

2. 正确理解燃料的燃烧值的内涵。燃料的燃烧值是反映燃料燃烧时释放能量本领大小的物理量。燃料的燃烧值只取决于燃料的种类，而与燃料的多少无关。对某种燃料来说，它是一个确定的数值。

燃料完全燃烧时放出的热量，与燃料的质量成正比，可用公式表示如下：Q=q·m。在国际单位制中，燃烧值q的单位是J/kg，燃料质量m的单位是kg，则放出的热量Q的单位是J。

3. 有效利用燃料：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。提高炉子效率，可有效利用燃料。

有效利用燃料的途径是，使燃料比较完全或更充分地燃烧。加大受热面，使放出的热量得到充分有效的利用。

内能的利用　

1. 利用内能加热：利用内能加热的过程，内能并没有转化成其他形式的能，只是内能从一个物体转移到另一个物体上。如煮饭，生炉子取暖等，

2. 利用内能做功：利用内能做功的过程，是内能转化为其它形式能的过程。热机就是将内能转化为机械能的机器。现代的交通工具要使用热机现代的火电站和热电站也要靠热机把内能转化为机械能，然后再带动发电机发电。

内燃机　　　　

1. 什么叫热机？热机有什么特点？

把燃料燃烧放出的内能转化为机械能的机器叫做热机，热机的种类繁多，主要有蒸汽机、蒸汽轮机、汽油机、柴油机、燃气轮机、燃气喷汽发动机和火箭喷气发动机等。所有热机都有一个共同特点，就是利用燃料燃烧时放出的内能，通过工作物质转化为机械能对外做功。

2. 内燃机的工作特点、构造和工作过程

（1）内燃机的工作特点：燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。

（2）汽油机和柴油机的构造：由气缸、活塞、进气阀、排气阀、曲轴和连杆等组成。汽油机气缸的顶部有火花塞，柴油机气缸的顶部有喷油嘴。

（3）内燃机工作的时候，活塞在气缸内往复运动，活塞从汽缸的一端运动到气缸的另一端，叫做一个冲程。

　　（4）四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。这四个冲程叫做一个工作循环。在每个工作循环中，气缸内的活塞往复两次，曲轴转动两周。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。

　　（5）汽油机和柴油机的相同与不同之处

　　汽油机和柴油机相同之处是：基本构造和主要部件的作用相似；每个工作循环都一样，由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成；在这四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成；一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，飞轮转两圈，做功一次。

汽油机与柴油机的比较

　　（6）四冲程内燃机在压缩冲程和做功冲程中的能量转化在压缩冲程中，飞轮带动活塞压缩吸入的气体做功，使气体的温度升高，把机械能转化为气体的内能。在做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功，把内能转化为活塞、飞轮的机械能。

热机的效率　

l. 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热量之比。叫热机的效率。

2. 燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量，都是引起能量损失的原因。因此，提高热机效率，可提高燃料的利用率。

3. 提高热机效率的途径和方法：

（1）尽可能减少各种热损失，如保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量。

（2）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，比起一般火电站来，燃料的利用率大大提高。

作业：热机的计算

本堂小结：本节课是对热机的理解、内燃机的做功过程与热值的计算的详细讲解。

                         教务主任签字：

                    校长签字：