第十四章內(nèi)能的利用【思維導(dǎo)圖】【必背手冊(cè)】★知識(shí)點(diǎn)一：熱機(jī)1.熱機(jī)：利用內(nèi)能做功的機(jī)械叫熱機(jī)。熱機(jī)的種類：分為蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。2.內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)根據(jù)其所使用的燃料分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩類。★知識(shí)點(diǎn)二：內(nèi)燃機(jī)1.汽油機(jī)（1）汽油機(jī)的構(gòu)造：氣缸、活塞、連桿、曲軸、進(jìn)氣門、排氣門、火花塞。（2）汽油機(jī)的工作過程：吸氣、壓縮、做功、排氣。吸氣沖程。進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由氣缸最上端向下運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣的混合物從進(jìn)氣門被吸入氣缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到最下端時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉。壓縮沖程。進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞由氣缸的最下端向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，氣缸內(nèi)溫度升高，氣壓增大。做功沖程。在壓縮沖程結(jié)束后，火花塞產(chǎn)生電火花，點(diǎn)燃燃料混合物。燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓燃?xì)猓苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。排氣沖程。進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞從氣缸最下端向上運(yùn)動(dòng)，把廢棄排出氣缸，為下一個(gè)循環(huán)做好準(zhǔn)備。2．柴油機(jī)（1）柴油機(jī)的構(gòu)造：氣缸、活塞、連桿、曲軸、進(jìn)氣門、排氣門、噴油嘴。（2）柴油機(jī)的工作過程：吸氣、壓縮、做功、排氣。吸氣沖程。進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由氣缸最上端向下運(yùn)動(dòng)，空氣從進(jìn)氣門被吸入氣缸。當(dāng)活塞運(yùn)動(dòng)到最下端時(shí)，進(jìn)氣門關(guān)閉。壓縮沖程。進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞由氣缸的最下端向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，氣缸內(nèi)溫度升高，其溫度超過柴油的燃點(diǎn)。做功沖程。在壓縮沖程結(jié)束后，由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴射霧狀的柴油，這些柴油在氣缸內(nèi)高溫的空氣中劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓燃?xì)猓苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。排氣沖程。進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞從氣缸最下端向上運(yùn)動(dòng)，把廢棄排出氣缸，為下一個(gè)循環(huán)做好準(zhǔn)備。【要點(diǎn)詮釋】（1）汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作原理：汽油或柴油在氣缸里燃燒時(shí)生成高溫高壓的燃?xì)猓脕硗苿?dòng)活塞做功。活塞通過連桿使內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其他機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。（2）活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程，叫做一個(gè)沖程。（3）在一個(gè)工作循環(huán)中，汽缸內(nèi)的活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周。（4）四個(gè)沖程中只有做功沖程燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程都是靠飛輪慣性完成的。（5）一個(gè)工作循環(huán)有兩次能量轉(zhuǎn)化，在壓縮過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在做功過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。★知識(shí)點(diǎn)三：熱值熱值（q）：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值；熱值單位是：J/kg。（1）對(duì)于熱值的概念，要注重理解三個(gè)關(guān)鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的質(zhì)量，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數(shù)值；某種燃料是指熱值與燃料的種類有關(guān)；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。（2）熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時(shí)反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小；也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。★知識(shí)點(diǎn)四：熱機(jī)效率1.熱機(jī)的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機(jī)的效率。熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。公式：2.在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。注意：熱機(jī)能量的損失：①燃料未完全燃燒（完全燃燒條件：充足空氣，研磨成細(xì)顆粒）；②廢氣排出帶走能量（廢氣的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用潤滑劑，減小摩擦）。要點(diǎn)詮釋：燃料在熱機(jī)中燃燒時(shí)，總有一小部分燃料不能完全燃燒而損失掉，燃料釋放出的內(nèi)能只有一部分用來推動(dòng)熱機(jī)的運(yùn)動(dòng)，即轉(zhuǎn)化為熱機(jī)的機(jī)械能，其余的能量在廢氣、散熱、機(jī)械摩擦中損失掉了，其中廢氣帶走的能量最多，所以設(shè)法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率越高，它的機(jī)械性能就越好。★知識(shí)點(diǎn)五：能量的轉(zhuǎn)化和守恒1.能量守恒定律：能量既不會(huì)消滅，也不會(huì)創(chuàng)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中，能量的總量保持不變。2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學(xué)問題還是化學(xué)、生物學(xué)、地理學(xué)、天文學(xué)的問題，所有能量轉(zhuǎn)化的過程，都遵從能量守恒定律。【要點(diǎn)詮釋】能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學(xué)到地質(zhì)、生物，大到宇宙天體。小到原子核內(nèi)部，只要有能量轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒的規(guī)