问:什么叫机械效率?
教师:使用机械要讲究机械效率、热机也有一个效率的问题。什么是热机效率?如何提高热机的效率?是本节学习内容。
(板书)五、热机的效率
1.热机的效率
①什么叫热机效率?
提问:热机是利用燃料的燃烧、把化学能转化为内能、利用内能来做功的机器。燃料燃烧释放出的能量,能不能全部用来做有用功?
答:燃料燃烧放出的能量、并不能全部用来做有用功。相当一部分能量损失了。
看书,课文38页图3-13,解释内燃机的能流图。
答:在内燃机中,用来做有用功的能量只占燃料燃烧形成的燃气内能的一小部分,内能损失的途径是:燃料燃烧不完全损失小部分能量。高温废气和热机部件散热损失一部分内能。还有一部分能量消耗在热机工作时克服摩擦做功上。
教师;在热机里用来做有用功的那部分能量只占燃料完全燃烧放出能量的一部分。对比机械效率给出热机效率
(板书)热机效率:在热机里用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率。
②简介蒸汽机、汽油机、柴油机的效率。③问:你能看懂解释课本39页火电站的能流图吗?
教师:由以下问题引导学生讨论:火电站的三大组成部分。燃烧炉、热机和发电机中能的转化、能量损失途径。大部分能量损失在哪里?火电站输出电能占燃料化学能的百分之几?④减少能源损失、提高热机效率的措施?
教师组织引导学生在尽量使燃料充分燃烧,减少散热、利用高温废气和保证热机良好的润滑等方面讨论。
3.你能说出汽油机和柴油机在构造上、工作过程上的主要异同点吗?
2.多数汽油机是由哪四个冲程的不断循环来保证工作的?其中哪个冲程是燃气对活塞做功?
1.什么叫热机?
4.2×107J/kg的液化石油气作燃料,且液化石油气完全燃烧放出的热量有70%被水
吸收,问需要完全燃烧多少kg的液化石油气?[3.5]
知识的拓展
****27.使高压锅冷却,下列方法中冷却最快且叙述正确的是( )。[1.5]
A.自然冷却,通过热传递使本身内能减少
B.浸在冷水中,通过热传递使它的内能减少
C.用冷水淋锅,对外做功使它的内能减少
D.用冷水淋锅,通过热传递使它的内能减少
****28.试用能量的角度分析,一壶水放在火上烧,过一会儿水烧开了,水蒸气将壶盖顶起的整个过程。[2.5]
****29.试用分子动理论分析打足气的自行车轮胎在太阳暴晒下往往会发生爆裂的原因。[2.5]
****30.在工厂里,机床切削工件时,常常向工件不断地浇一种乳白色的冷却液,使它能连续切削工件,试从能量角度分析工件内能的改变情况。[2.5]
****31.一辆汽车,发动机的输出功率是29.4kW,热机效率为20%,它带有16kg汽油,如果车速60km/h,它能行驶多远?(汽油的热值为4.6×107J/kg)[3.5]
****32.人类发明和使用热机已有几百年的历史,而实现登月计划不过几十年。人类第一个登上月球的车并不是用热机作动力机驱动的,而是用电驱动的,用热机驱动为什么不行?[3.5]
****33.太阳能是一种廉价的无污染能源,开发和利用前景广阔,从有关资料获悉,在地球表面,晴天时垂直于阳光的表面接收到的热辐射为1.2×103J/(m2·s)。有一台太阳能热水器,可将接收到的热辐射的40%用来升高水温,如果该热水器接受阳光垂直照射的有效面积始终是2.1m2,晴天晒了1h,其水箱中50kg水的温度能升高多少℃。水的比热为4.2×103J/(kg·℃) (注:本题解法请参考《举一反三解题经典·初中物理》第86页)[4.5]
4.布置作业; 查阅有关资料,了解火箭的发展史。
三级火箭的每一级都像一支独立的火箭。发射时先点燃第一级火箭,几分钟后这级火箭的燃料烧尽自动脱落,同时引燃第二级火箭,第二级火箭燃料烧尽后也脱落,第三级火箭开始工作,直到把卫星、飞船等送到预定轨道。
三级火箭像接力赛一样,都是在前一级的速度基础上再加速。同时,由于每一级脱落后都能使剩余部分中有效载荷的质量的比例增加,火箭结构部分的质量在逐级减小,仅从这一点来看就比单级火箭优越得多。
建国以来,在我国几代航天工作者的不懈努力下,我国的运载技术已跃居世界先进行列,具有国际水平的“长征二号E”捆绑火箭,已在国际商业卫星发射中赢得了很高声誉。航天事业有着诱人的、广阔的前景。航天事业的未来也将责无旁贷地落到你们身上。未来的航天器将会出自你们之手。希望同学们努力学习,掌握本领,为祖国航天事业的飞速发展贡献自己的才智。
3.小结(略)
火箭升空的原理与气球反冲运动相同。在火箭燃烧室内部装着燃料和氧化剂。燃料燃烧时产生高温高压燃气,燃气通过喷管高速喷出时,对火箭产生巨大推力,从而把火箭发射出去。从能量的角度来看,火箭也是把内能转化成机械能的机器,所以它也是热机家族中的一员。同时由于它所用燃料的形态不同,我们又把火箭分为固体火箭和液体火箭两种,较常用的是液体火箭。
(2)三级火箭
早期的火箭主要用于战争,而今人们更注重它的和平利用。例如发射卫星、运送空间站等等。为了把卫星、飞船等有效载荷送上太空,人们研制出了多级火箭,即二级或三级火箭。(展示投影片或挂图,介绍结构)下面以三级火箭为例说明它们是怎样工作的。
板书:
4、苏科版八年级物理教材以及配套用书。
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