知识点讲解
第1节 热机
- 热机是将内能转化为机械能的机器
- 常见的热机：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、汽轮机、喷气发动机等
- 汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
- 柴油机与汽油机的主要区别：燃料不同、点火方式不同、结构不同
第2节 热机的效率
- 燃料的热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，单位是J/kg
- 燃料燃烧放热公式：Q = qm 或 Q = qV（气体燃料）
- 热机的效率：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
- 提高热机效率的方法：减少各种热损失、使燃料充分燃烧、减小摩擦等
第3节 能量的转化和守恒
- 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他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变
- 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一
- 各种形式的能量在一定条件下可以相互转化
物理原理
热机的工作原理
热机的基本工作原理是利用燃料燃烧产生的高温高压气体，推动活塞或涡轮转动，将内能转化为机械能。以汽油机为例，其工作循环包括四个冲程：
- 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入汽油和空气的混合物
- 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩燃料混合物，机械能转化为内能
- 做功冲程：火花塞点火，燃料燃烧产生高温高压气体，推动活塞向下运动，内能转化为机械能
- 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排出废气
热机的效率
热机效率是衡量热机性能的重要指标。由于热机在工作过程中存在各种能量损失，如废气带走的能量、散热损失、机械摩擦损失等，所以热机的效率总是小于1。
重要公式
燃料燃烧放热：Q = qm 或 Q = qV
热机效率：η = W有用 / Q放 × 100%
其中：Q表示热量（J），q表示热值（J/kg或J/m³），m表示质量（kg），V表示体积（m³），η表示效率，W有用表示有用功（J）
能量守恒定律
能量守恒定律是自然界的基本定律之一，它表明能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
能量守恒定律适用于所有的物理过程和化学过程，是我们研究自然现象的重要依据。