中職物理第三單元熱現(xiàn)象及應(yīng)用能量守恒定律熱力學(xué)第一定律能量守恒定律天坤皖北經(jīng)濟(jì)技術(shù)學(xué)校耿繼紅改變系統(tǒng)內(nèi)能的兩種方式做功熱傳遞（外界對(duì)物體做功）（物體對(duì)外界做功）（物體從外界吸熱）（物體對(duì)外界放熱）內(nèi)能增加內(nèi)能減少內(nèi)能增加內(nèi)能減少對(duì)內(nèi)對(duì)外吸熱放熱1做功和熱傳遞的區(qū)別（1）做功改變內(nèi)能：實(shí)質(zhì)上是其它形式的能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化（2）熱傳遞：實(shí)質(zhì)上是各物體間內(nèi)能的轉(zhuǎn)移（3）做功和熱傳遞在改變內(nèi)能效果上是等效的一.熱力學(xué)第一定律：1、內(nèi)容：一個(gè)熱力學(xué)系統(tǒng)的內(nèi)能增量等于外界向它傳遞的熱量與外界對(duì)它所做的功的和2、表達(dá)式：ΔU=Q+W2、定律中各量的正、負(fù)號(hào)及含義物理量符號(hào)意義符號(hào)意義W+－Q+－ΔU+－外界對(duì)物體做功物體吸收熱量內(nèi)能增加物體對(duì)外界做功物體放出熱量內(nèi)能減少課堂練習(xí)

一定質(zhì)量的氣體從外界吸收熱量2.6×105J,熱力學(xué)能增加4.2×105J,是氣體對(duì)外界做功，還是外界對(duì)氣體做功？做了多少功?解：由熱力學(xué)第一定律公式：ΔE=Q+W,得：W=ΔE-Q=4.2×105-2.6×105J=1.6×105J

答：W>0，表示外界對(duì)氣體做功。二.能量守恒定律1.自然界中存在不同形式的能2.不同形式的能之間可以相互轉(zhuǎn)化機(jī)械能、熱力學(xué)能、電能、磁能、光能、核能、化學(xué)能、太陽能等等

能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中其能量量保持不變.3.能量守恒定律：4.能量守恒定律的重要性（1）是一個(gè)普遍適用的定律比機(jī)械能守恒定律應(yīng)用更廣力學(xué)、熱學(xué)、電學(xué)、光學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)...泡利和費(fèi)米利用能量守恒預(yù)言了中微子的存在（2）將各種現(xiàn)象聯(lián)系在一起

（3）指導(dǎo)著人們的生產(chǎn)、科研（4）19世紀(jì)自然科學(xué)三大發(fā)現(xiàn)之一細(xì)胞學(xué)說；生物進(jìn)化論（5）.與熱力學(xué)第一定律的關(guān)系熱力學(xué)第一定律是只研究內(nèi)能與其它形式的能發(fā)生轉(zhuǎn)化時(shí)的能量守恒關(guān)系.三.永動(dòng)機(jī)不可能制成1.第一類永動(dòng)機(jī)不需要?jiǎng)恿蛉剂希瑓s能源源不斷對(duì)外做功的機(jī)器制造永動(dòng)機(jī)的千萬次努力都以失敗而告終2.第一類永動(dòng)機(jī)不可能制成違背了能量守恒定律中職物理第三單元熱現(xiàn)象及應(yīng)用能量守恒定律電冰箱的工作原理⒉電冰箱的制冷系統(tǒng)主要包括蒸發(fā)器、冷凝器、毛細(xì)管、干燥過濾器和壓縮機(jī)

㈠、電冰箱制冷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理：蒸發(fā)器

毛細(xì)管

干燥過濾器

壓縮機(jī)

冷凝器

⒈電冰箱由箱體、制冷系統(tǒng)、控制系統(tǒng)三部分組成。

㈡、常見電冰箱外觀示意圖：單門電冰箱、雙門電冰箱、多門電冰箱

單門電冰箱的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖：

單門電冰箱從外形上看比較小巧，只有一個(gè)蒸發(fā)器，能存放少量食物。它的蒸發(fā)器有內(nèi)藏式和外露式兩種。蒸發(fā)器接水盤溫控器電冰箱箱門

鋼板果菜盒冷凝器壓縮機(jī)單門電冰箱采用空氣自然對(duì)流的降溫方式，箱內(nèi)溫度不均勻，蒸發(fā)器易結(jié)霜。雙門電冰箱的實(shí)物結(jié)構(gòu)圖：早期的電冰箱目前流行的電冰箱冷凍室蒸發(fā)器冷藏室蒸發(fā)器冷凍室(-6oC～-18oC)和冷藏室(0oC～10oC)的蒸發(fā)器直接吸收食物和箱內(nèi)周圍空氣的熱量，實(shí)現(xiàn)制冷。這類電冰箱冷凍和冷藏室各有一個(gè)蒸發(fā)器。冷藏室采用空氣自然對(duì)流降溫方式，冷凍室采用強(qiáng)制對(duì)流降溫方式㈢、電冰箱上的標(biāo)示：B表示家用電冰箱表示四星級(jí)電冰箱191表示電冰箱容積為191LC表示冷藏箱，D表示冷凍箱，CD表示冷藏冷凍箱此電冰箱上的標(biāo)示表示本電冰箱為家用冷藏冷凍式191L四星級(jí)電冰箱電冰箱星級(jí)規(guī)定星級(jí)符號(hào)冷凍室溫度(oC)冷凍室儲(chǔ)藏期一星不高于-6（≤-6）7天二星不高于-12（≤-12）1個(gè)月高二星不高于-15（≤-15）1.8個(gè)月三星低于-18（＜-18）3個(gè)月四星低于-24（＜-24）6～8個(gè)月************電冰箱型號(hào)表示方法和含義BCD225WU產(chǎn)品代號(hào):（家用電冰箱為B）用途分類代號(hào)：冷藏箱為C，冷凍箱為D，冷藏冷凍箱為CD.規(guī)格代號(hào)，有效容積，用阿拉伯?dāng)?shù)字表示，單位為升。有霜電冰箱不表示，無霜電冰箱用W表示。改進(jìn)設(shè)計(jì)序號(hào)，用大寫英文字母表示電冰箱工作原理

⒈電冰箱的組成：電冰箱的制冷系統(tǒng)主要包括蒸發(fā)器、冷凝器、毛細(xì)管、干燥過濾器和壓縮機(jī)。⒉電冰箱的工作原理：⑴.制冷劑氣體經(jīng)壓縮機(jī)壓縮為高溫高壓的過熱蒸氣，并經(jīng)壓縮機(jī)的排氣管進(jìn)入冷凝器，過熱蒸氣在冷凝器中冷凝為高溫中壓的液體。⑵.高溫中壓的制冷劑液體經(jīng)干燥過濾器過濾后進(jìn)入毛細(xì)管，經(jīng)毛細(xì)管節(jié)流降壓后由高溫中壓變?yōu)榈蜏氐蛪?。?低溫低壓的制冷劑液體在蒸發(fā)器中大量吸收外界熱量而汽化為飽和蒸氣，實(shí)現(xiàn)制冷，然后在吸氣管中變?yōu)榈蛪赫魵?，再被壓縮機(jī)吸入維持循環(huán)?？藙谛匏?Clausius)表述:

熱量不能自動(dòng)地從低溫物體傳向高溫物體。

在制冷裝置內(nèi)完成熱力循環(huán)的工質(zhì)。是制冷機(jī)中的工作流體，它在制冷系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，通過自身熱力狀態(tài)的循環(huán)變化不斷與外界發(fā)生能量交換，達(dá)到制冷的目的。在制冷裝置內(nèi)完成熱力循環(huán)的工質(zhì)。是制冷機(jī)中的工作流體，它在制冷系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，通過自身熱力狀態(tài)的循環(huán)變化不斷與外界發(fā)生能量交換，達(dá)到制冷的目的。

壓縮制冷原理一、制冷從低于環(huán)境溫度的物體中吸取熱量，并將其轉(zhuǎn)移給環(huán)境介質(zhì)的過程，稱為制冷。實(shí)質(zhì)：熱量的轉(zhuǎn)移的過程。（一）制冷劑在制冷裝置內(nèi)完成熱力循環(huán)的工質(zhì)。是制冷機(jī)中的工作流體，它在制冷系統(tǒng)中循環(huán)流動(dòng)，通過自身熱力狀態(tài)的循環(huán)變化不斷與外界發(fā)生能量交換，達(dá)到制冷的目的。氟利昂

優(yōu)點(diǎn)：無味、不易燃易爆、毒性小、等熵指數(shù)小、排氣溫度低，不腐蝕金屬，分子量大。

缺點(diǎn)：密度大、粘性大、流動(dòng)阻力大，滲透性強(qiáng)，易于泄漏而不被發(fā)現(xiàn)，含氟原子的氟利昂與明火接觸能分解出劇毒的光氣COCl2，價(jià)格高。

適用：適用范圍廣。

但氟里昂是一種“溫室效應(yīng)氣體”，更危險(xiǎn)的是它會(huì)破壞大氣層中的臭氧。80年代，美國兩位學(xué)者率先指出，CFCs（氟氯烴）在紫外線的作用下放出氯原子，氯原子與臭氧發(fā)生自由基鏈反應(yīng)，一個(gè)氯原子就可以消耗上萬個(gè)臭氧分子。特別需要指出的是，CFCs的化學(xué)性質(zhì)非常穩(wěn)定，排放的CFCs可以穩(wěn)定地到達(dá)平流層并在其中停留40-150年，對(duì)臭氧層造成長久的破壞。科學(xué)家甚至在地球兩極的上空發(fā)現(xiàn)臭氧空洞。什么是臭氧層？臭氧是氧的一種存在形式。平流層中含有地球上90%的臭氧。盡管在整個(gè)平流層中均可發(fā)現(xiàn)臭氧，但在距地面大約25公里的一個(gè)區(qū)域內(nèi)臭氧濃度最高，這一區(qū)域被稱為“臭氧層”。臭氧層的作用盡管臭氧層在地球表面并不太厚，臭氧在大氣層中只占百萬分之幾，但能夠阻止太陽光中大量的紫外線，有效地保護(hù)了地球生物的生存。臭氧層中臭氧含量的減少等于在屋頂上開了天窗，導(dǎo)致太陽對(duì)地球紫外線輻射增強(qiáng)。大量紫外光照射進(jìn)來，嚴(yán)重?fù)p害動(dòng)植物的基本結(jié)構(gòu)，降低生物產(chǎn)量，使氣候和生態(tài)環(huán)境發(fā)生變異，特別對(duì)人類健康造成重大損害。

根據(jù)1990年蒙特利爾協(xié)議的規(guī)定，各國都在尋找氟里昂的替代產(chǎn)品，這些產(chǎn)品因符合環(huán)保要求而被稱作“綠色制冷劑”。目前可能的產(chǎn)品有R407c、R134a、R152a、R410a等。1.做功裝置——壓縮機(jī)壓縮機(jī)是一個(gè)電動(dòng)壓縮機(jī)組，包含電動(dòng)機(jī)和壓縮機(jī)兩部分。壓縮機(jī)屬制冷系統(tǒng)；電動(dòng)機(jī)屬電氣系統(tǒng)。壓縮機(jī)與電動(dòng)機(jī)一起組裝在一個(gè)密閉的罩殼內(nèi)，形成一個(gè)整體，從外表上看只有壓縮機(jī)進(jìn)、排氣管和電動(dòng)機(jī)引線。2.冷凝裝置——冷凝器冷凝器用在壓縮機(jī)的高壓側(cè)，是將制冷劑熱量通過冷卻介質(zhì)帶出，把制冷劑冷凝成液體的散熱式換熱器。鋼絲盤管式冷凝器冷凝器的作用把壓縮機(jī)排出的高溫高壓制冷劑蒸汽，通過散熱冷凝為液體制冷劑。制冷劑從蒸發(fā)器中吸收的熱量和壓縮機(jī)產(chǎn)生的熱量，被冷凝器周圍的冷卻介質(zhì)所吸收而排出系統(tǒng)。冷凝器在單位時(shí)間內(nèi)排出的熱量稱為冷凝負(fù)荷。制冷劑冷凝為液體，經(jīng)過三個(gè)放熱過程。3.蒸發(fā)裝置——蒸發(fā)器蒸發(fā)器用在壓縮機(jī)的低壓側(cè)，是制冷循環(huán)中獲得冷氣的直接器件。其作用是將低溫、低壓液態(tài)制冷劑在其管道中蒸發(fā)，使蒸發(fā)器和周圍空氣的溫度降低。蒸發(fā)器的作用

蒸發(fā)器是制冷系統(tǒng)的主要換熱裝置。低溫低壓制冷劑液體在其內(nèi)蒸發(fā)(沸騰)變?yōu)檎羝?，吸收被冷卻物質(zhì)的熱量，使物質(zhì)溫度下降，達(dá)到冷凍、冷藏食品的目的，在空調(diào)器中，冷卻周圍的空氣，達(dá)到對(duì)空氣降溫、除濕的作用.蒸發(fā)器內(nèi)制冷劑的蒸發(fā)溫度越低，被冷卻物的溫度也越低.在電冰箱中一般制冷劑的蒸發(fā)溫度調(diào)整在-20～