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初中物理 · 九年级全一册 · 第十四章

内能的利用

汽车靠烧油前进,内能变成了机械能——热机就是把内能"变现"的机器。

小提示:物理不靠背,靠动手。下面的互动都能自己拖、自己看。

📌 一、热机 核心

内能转化为机械能的机器叫热机。常见的四冲程内燃机一个工作循环依次是:吸气 → 压缩 → 做功(燃气膨胀,唯一对外做功的冲程)→ 排气。一个循环里曲轴转两圈、做功一次

一个工作循环:吸气 → 压缩 → 做功 → 排气 | 曲轴转 2 圈,对外做功 1 次

其中:压缩冲程是机械能 → 内能;做功冲程是内能 → 机械能。

⚠️ 易错:只有做功冲程燃气对外做功,其余三个冲程靠飞轮惯性完成,并不对外输出能量。

📌 二、热值 核心

1kg 某燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值 q,单位是 J/kg。燃料完全燃烧放热用公式 Q = q·m(固体、液体燃料,m 为质量)。热值是燃料本身的特性,与质量、是否燃烧无关。

Q = q · m (q:J/kg,m:kg,Q:J)

⚠️ 易错:热值由燃料种类决定,与取多少燃料、烧没烧完都无关;气体燃料常用 Q = q·V(V 为体积)。

📌 三、热机效率与环保 拓展

用来做有用功的能量占燃料完全燃烧放出总能量的比值叫热机效率,实际一般较低(汽油机约 20~30%)。其余能量被废气、散热、摩擦带走。热机排放会造成环境污染,所以要节能减排。

η = W / Q × 100%

⚠️ 易错:热机效率总小于 100%,因为有用的只是燃料能量的一部分。

互动①:四冲程循环(点按钮切换冲程)
当前:吸气冲程(1/4)
互动②:热值计算 Q = q·m
1.0 kg
互动③:热机效率饼图
25%

✏️ 分层练习(8 题)

1. 热机是把___能转化为机械能的机器。

2. 四冲程内燃机中,唯一对外做功的是___冲程。

3. 内燃机一个工作循环,曲轴转___圈。

4. 1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量叫燃料的___。

5. 燃料完全燃烧放热的公式是 Q = ___(固体燃料,用 q、m)。

6. 压缩冲程中,机械能转化为___能。

7. 热机效率总是___100%(填 小于/等于)。

8. 热值是燃料的一种___(填 特性/变量)。

📚 本章小结