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机械能和内能的相互转化(公开课)
机械能转化为内能的应: 演示点火爆炸
塑料盒盖飞出去了! 现象:我们看到 ; 分析:盒盖的机械能如何变化?
能量是如何转化的?
燃气的内能如何变化?
结论:1. 物体对外做功自身内能会 减少 ; 2. 内能可以转化为机械能
内能转化为机械能的应用:
点燃的火药燃烧时内能转化为机 械能使爆竹腾空而起
现代的枪炮
内能转化为机械能的应用:
火药燃烧时的内能 转化为机械能
燃料燃烧时将大量的内能转化 为机械能推动火箭升空
热机的定义: 热机是热力发动机的简称。热机是将燃料燃烧产 生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。
热机的发展历程: 第一台带活塞的蒸汽机由法国工程师巴本制成,经英 国工程师纽可门和瓦特改进,在工业生产上得到了广泛 应用,使人类进入了工业时代.
瓦特改良的蒸气机模型
最早的蒸汽机车
内燃机
由于蒸汽机的效率低,热量损失大,人们设法让燃料在汽缸 内燃烧,以燃烧的气体直接推动活塞做功,这就是内燃机, 它是 第二次工业革命的主角之一. 1860年,法国发明家莱诺制成了第一台实用内燃机 1883年,戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油 机 1897年制成了第一台压缩点火的“狄塞尔”内燃机,即柴 油机
一、做功可以改变物体的内能 1. 对物体做功,物体内能会增加, 物体对外做功,自身内能会减少; 2.做功改变物体内能的实质:内能的转移 二、汽油机 1.汽油机的一个工作循环活塞经历4个冲程,曲轴(飞轮) 旋转2圈,活塞往复运动2次,燃气对外做1次功。 2.压缩冲程:机械能转化为内能 做功冲程:内能转化为机械能
涡轮喷气发动机 涡轮喷气发动机使压缩的后的混合气体在燃烧室燃烧,产 生剧烈膨胀的气体朝尾部高速喷出,其巨大的反作用力直接成 为飞机的推进力.它的特点是功率大!
火箭发动机 火箭的工作原理与涡轮喷气发动机十 分相似。主要的差别是火箭自带燃料和氧 化剂,而喷气发动机只带燃料,利用空气 做氧化剂,因此它只能在大气层内工作。
汽油机
冲程:
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程。
看一看,说一说
每个冲程的作用是什么? 请你从进气门、排气门的开 关情况及活塞的运动方向说 一说每个冲程的工作特点。
汽油机的工作过程:
想一想:
1. 压缩冲程和做功冲程中的能量是怎样转化的? 压缩冲程:机械能转化为内能
做功冲程:内能转化为机械能
想一想: 4 2. 汽油机的一个工作循环活塞经历____个冲程,曲轴旋转 2 次,燃气对外做______ 1 圈,活塞往复运动_____ _____ 次功。 2
为什么打气时气筒的筒壁会发烫?
压缩 冲程: 进气门 关闭 , 排气门 关闭 , 活塞 向上运动。 机械能转化为内能。
排气 冲程: 进气门 关闭 , 排气门 打开 , 活塞 向上 运动。
做功 冲程: 进气门 关闭 , 排气门 关闭 , 活塞 向下 运动。
内能转化为机械能。
吸气 冲程: 进气门 打开 , 关闭 排气门 , 活塞 向下 运动。
练一练:
一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速1200r/min,则 汽油机每秒钟内完成 40 个冲程,做功 10 次。
4 个冲程,曲轴 提示:汽油机的一个工作循环活塞经历____ 2 圈,活塞往复运动_____ 2 次,燃气对外 (飞轮)旋转_____ 做______ 次功。 1
12.4 机械能和内能的相互转化
机械能与内能的相互转化
将铁丝快速弯折几次,弯折处有何感觉?
做功是改变物体内能的另一种方式
活动12.5: 研究做功能否改变物体内能
活塞 空气 棉絮
空气压缩引火仪
说一说,想一想 现象:你看到 棉絮燃烧起来了; 分析:所看到的现象说明了什么? 内能增大了 答:筒内空气的温度升高了 结论:1. 对物体做功物体的内能会 增加 ; 筒内空气增加的内能从何而来?能量是如何转化? 答:活塞对空气做功,使空气内能增加,活塞 的机 械能转化为空气的内能; 结论: 2. 机械能可以转化为内能 3.做功改变内能的实质是能量的转化
想一想:
3. 在汽油机的四冲程中,只有做功冲程是燃气对外做功, 那么其他3个冲程是靠什么完成的?
飞轮的惯性
你知道吗?
本节复习: 做功 1. 可以改变物体的内能; 2. 对物体做功,物体内能会 增加 , 物体对外做功,自身内能会 减少 ;
3. 做功改变物体内能的实质是能量的 转化 。
练一练:
因为在打气过程中, 一方面,打气筒的活塞与 筒壁上下摩擦,机械能转 化为内能,使气筒外壁变 热;另一方面,活塞也压 缩气体做功,使气体的内 能增大,温度升高,通过 热传递也使气筒外壁变热。