一、能量的转化与守恒

(1)能量及其存在的形式：如果一个物体能对别的物体做功，我们就说这个物体具有能。自然界有多种形式的能量，如机械能、内能、光能、电能、化学能、核能等。

(2)能量的转移与转化：能量可以从一个物体转移到另一个物体，如发生碰撞或热传递时;也可以从一种形式转化为另一种形式，如太阳能电池、发电机等。

(3)能量守恒定律：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另一个物体，而在转化和转移的过程中，能的总量保持不变。

(4)能量守恒定律是自然界重要、普遍的基本定律。大到天体，小到原子核，也无论是物理学问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都遵从能量守恒定律。

二、热机

1、内燃机及其工作原理：

将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。

(1)汽油机和柴油机都是一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。

(2)一个工作循环中曲轴和飞轮转2圈，对外做功，有四个冲程。

(3)压缩‘冲程是对气体压缩做功，气体内能增加，这时机械能转化为内能。

(4)做功冲程是气体对外做功，内能减少，这时内能转化为机械能。

(5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。

(6)汽油机和柴油机的不同处

2、燃料的热值

(1)燃料燃烧过程中的能量转化：目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能，燃料燃烧时释放出大量的热量。燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。

(2)燃料的热值

①定义：lkg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。

②热值的单位J/kg，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。

③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。

(3)在学习热值的概念时，应注意以下几点：

①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。

②强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。

③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。

④燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量m的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qm，式中，q表示燃料的热值，单位是J/kg;m表示燃料的质量，单位是kg;Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。

若燃料是气体燃料，一定体积V的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qV。式中，q表示燃料的热值，单位是J/m3;V表示燃料的体积，单位是m3;Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。

三、热机的效率

1.物理学习中已经学习过机械效率、炉子效率等效率问题，所谓效率是指有效利用部分占总体中的比值。热机是利用燃料燃烧产生的内能做功的装置，用来做有用功的部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫热机的效率。

2.由于燃气的内能一部分被排出的废气带走，一部分由于机器散热而损失，还有一部分用来克服摩擦等机械损失，用于做有用功的部分在总体中的比例不可能达到IO0%，一般情况下：蒸汽机效率6%～15%，汽油机的效率20～30%，柴油机的效率30%～45%。

3.热机效率是热机性能的重要指标，人们在技术上不断改进，减小各种损耗，提高效率。在热机的各种损失中，废气带走的能量在总体中所占比例大，对这部分余热的利用是提高热机效率的主要途径。热电站就是利用发电厂废气余热来供热，既供电，又供热，使燃料的各种利用率大大提高。

4.η=E有/Q×100%式中，E有为做有用功的能量;Q总为燃料完全燃烧释放的能量。

5.提高热机效率的主要途径—(记住)

①改善燃烧环境，使燃料尽可能完全燃烧，提高燃料的燃烧效率。

②尽量减小各种热散失。

③减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。

④充分利用废气带走的能量，从而提高燃料的利用率。