热机的原理及其分类
初中物理
热机的原理及其分类
【考点精讲】
1. 内能的应用表现为两个方面，一是加热物体，二是对物体做功。利用内能做功的过程，是内能转化为其它形式能的过程。热机就是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的机器。现代的交通工具要使用热机，现代的火电站和热电站也要靠热机把内能转化为机械能，然后再带动发电机发电。
2. 蒸汽机是最早的热机，1769年瓦特改进了蒸汽机，发明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，设计了将活塞直线运动转化成飞轮的动力机器。
3. 形形色色的热机：蒸汽轮机、内燃机、喷气发动机、火箭发动机等等。
【典例精析】
例题1 下列例子中利用内能做功的是（ ）
A. 点燃的爆竹腾空而起
B. 用摩擦的方法使物体温度升高
C. 冬天在室外跑步或跺脚使脚的温度升高
D. 冬天时，房间内用暖气取暖
思路导航：点燃的爆竹腾空而起，爆竹内气体对外做功，内能转化为机械能，内能减小，A项正确；用摩擦的方法使物体温度升高、冬天在室外跑步或跺脚使脚的温度升高都是利用做功的方法使物体的内能增大，不属于内能的利用，B、C两项错误；冬天时，房间内用暖气取暖是利用内能来加热物体，故D错误。
答案：A
例题2 我国“长征”系列火箭成功地把多颗卫星发射到预定的轨道，火箭点火后，高温高压燃气迅速膨胀向外喷出，燃气的温度下降，火箭则获得推力高速上升，并达到一定速度，在这个过程中，下列哪一说法是正确的（ ）
A. 燃气的一部分内能转化为箭身的机械能
B. 燃气的全部内能转化为箭身的机械能
C. 燃气的一部分机械能转化为内能
D. 燃气的全部机械能转化为内能
思路导航：火箭是热机的一种，它的工作原理就是将内能转化为机械能。但燃气的内能除了转化为内能外，还有一部分直接向外散热，一部分克服火箭与大气的摩擦做功，所以燃气的一部分内能转化为箭身的机械能，选A。
答案：A
【总结提升】
火箭发动机
①火箭本身就是一部热机，工作时燃料的化学能转化为火箭的机械能。
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②火箭的工作过程：燃料和氧化剂在燃烧室内混合、燃烧，产生高温燃气，燃气通过喷管向后高速喷出，对火箭产生推力，把火箭发射出去。
③火箭的特点，由于其自身不仅带有燃料，而且带有氧化剂，所以能在空气极其稀薄的高空和没有氧气的太空飞行。
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