1、水輪機原理及水力設計第一章水輪機是一種將河流種蘊藏的水能轉換成旋轉機械能的原動機，水流流過水輪機時，通過主軸帶動發電機或者發電機的轉子將旋轉的機械能轉換成電能。 反擊式水輪機轉輪區內的水流在通過轉輪葉片通道時，始終是連續充滿整個轉輪的有壓流動，當水流通過水輪機后其動能和勢能大部分被轉換成轉輪的旋轉機械能。反擊式水輪機包括：混流式水輪機：水流從四周沿徑向進入轉輪，然后近似的以軸向流出轉輪，應用 水頭范圍較廣，約為20700m，水頭較高。 軸流式水輪機：水流在導葉和轉輪之間由徑向流動變為軸向流動，而在轉輪區水流保持軸向流動，其應用水頭約為380m，適用水頭較低，根據其轉輪葉片在運行中能否轉動，可以

2、分為軸流定漿式和軸流轉漿式兩種。 斜流式水輪機：斜流式水輪機具有較寬的高效率區，適用水頭在軸流式與混流式水輪機之間，約為40200m。 貫流式水輪機：根據其發電裝置形式不同，分為全貫流式和半貫流式兩類。4、沖擊式水輪機的轉輪始終處于大氣中，來自壓力鋼管的高壓水流在進入水輪機之前已轉變成高速自由射流，該射流沖擊水輪機的部分輪葉，并在輪葉的約束下發生流速大小和方向的急劇改變，從而將其動能大部分傳遞給輪葉，驅動輪葉旋轉。5、沖擊式水輪機按射流沖擊轉輪方式的不同分為：水斗式水輪機、斜擊式水輪機、雙擊式水輪機三種。6、水頭H：水輪機的水頭（亦稱工作水頭），是指水輪機進口和出口截面處單位重量的水流能量差，

3、單位為m。7、各種水頭：（1）最大水頭：Hmax，是允許水輪機運行的最大凈水頭。它對水輪機結構的強度設計有決性影響。 （2）最小水頭Hmim，是保證水輪機安全、穩定運行的最小凈水頭。 （3）加權平均水頭Ha：是在一定期間內（視水庫調節性能而定），所有可能出現的水輪機水頭的加權平均值，是水輪機在其附近運行時間最長的凈水頭。 （4）設計水頭Hr：是水輪機發出額定出力時所需要的最小凈水頭。8、流量： 水輪機的流量是指單位時間內通過水輪機某一過流斷面的水流體積，常用符號Q表示，常用單位為m/s。在設計水頭下，水輪機以額定轉速、額定出力時所對應的水流量常委設計流量。9、出力P:水輪機出力是水輪機軸端輸出

4、的功率，常用符號P表示，常用單位為KW。10、水流的出力：Pn=QH=9.81QH(KW) 水輪機的效率：由于水輪機在總做中存在能量耗損所以水輪機的出力P總是小于水流的出力Pn，其效率總是小于1. 水輪機的出力P=Pnt=9.81OHt(KW) 或者是P=M 其中是水輪機的旋轉速度，rad/s；M是水輪機主軸輸出的旋轉力矩，N.m；n是水輪機轉速，r/min。11、水輪機型號：HL220LJ250，表示轉輪型號為220的混流式水輪機，立軸，金屬蝸殼，轉輪直徑為250cm。 ZZ560LH500，表示轉輪型號為560的軸流轉漿式水輪機，立軸，混凝土蝸殼，轉輪直徑為500cm。 GD600WP30

5、0，表示型號為600的貫流定漿式水輪機，臥軸、燈泡式引水，轉輪直徑為300cm。2CJ20W120/210，表示轉輪型號為20的水斗式水輪機，一根軸上裝有兩個轉輪，臥軸，轉輪直徑為120cm，每個轉輪有兩個噴嘴，射流直徑為20cm。11、水輪機的裝置形式：指水輪機主軸的不知形式與引水室形式相結合的總體。 反擊式水輪機的裝置形式：大型機組采用立軸布置形式，水輪機軸與發電機軸直接連接；中高水頭混流式機組，采用立軸，金屬蝸殼，彎肘形尾水管；中低水頭混流式機組和軸流式機組采用立軸，混凝土蝸殼，彎肘形尾水管。 沖擊式水輪機的裝置形式:斜擊式和雙擊式水輪機由于機組容量小，一般都采用臥軸裝置型式，切擊式水輪

6、機由于機組容量范圍較大，因此裝置形式有立式也有臥式，大容量機組一般是立式，小容量機組是臥式。第二章1、徑面：取紙平面為輻角的起始面，任意角的r軸和z軸構成的平面稱為經面或徑面，常以m表示。 軸面：和=的徑面稱為軸面。 軸面投影：轉輪葉片是空間扭曲面，常將其投影到軸面上，得到的投影為軸面投影。2、水流在轉輪中的運動：水流進入轉輪中的流動是一種復合運動。水流質點沿葉片的運動稱為相對運動，相應的速度稱為相對速度，用符號W表示；水流質點隨轉輪的旋轉運動稱為牽連運動，相應的速度稱為牽連速度，用符號U表示；水流質點對大地的運動稱為絕對運動，相應的速度稱為絕對速度，用符號V表示。V=U+W。3、動量矩定理：

7、單位時間內水流質量對水輪機主軸的動量矩變化應等于作用在該質量上全部外力對同一軸的力矩總和。只有圓周速度VU作功，作用在水流質量上的外力矩只有轉輪葉片對水流的作用力產生力矩。VU1r1-VU2r2） ，速度矩的變化是轉輪作功的主要依據。轉輪的輸出功率主要決定于轉輪進口與出口的速度環量變化。4、水輪機的效率：水輪機輸出功率與水流輸入功率之比稱為水輪機的效率，常用表示水輪機總效率是由水力效率、容積效率和機械效率組成： 水力效率：水輪機的水力效率是有效水頭與工作水頭的比值 容積效率：在水輪機的運行過程中有一小部分流量從水輪機的固定部件與旋轉部件之間的間隙中漏出，這部分流量沒有對轉輪作功，所以稱為容積損

8、失, 機械效率：在扣除水力損失和容積損失之后，便可得出水流作用在轉輪上的有效功率機械效率水輪機的輸出功率水輪機的總效率為故在水輪機的各種水利損失中水利損失是主要的，容積損失和機械損失都比較小而且基本上是一定值，因而提高水輪機的效率主要是提高其水力效率。無撞擊進口工況：在某一工況下，在轉輪進口速度三角形中，水流相對速度W1的方向角與轉輪葉片的進口角相同，即=，則水流平順的進入轉輪而不發生撞擊和脫流現象，葉片進口水力損失小從而也提高了水輪機的水力效率，此工況稱為無撞擊進口工況。法向出口工況：在某一工況下，在轉輪出口速度三角形里，水流絕對速度的方向角，即垂直于時，水流離開轉輪后沒有旋轉并沿尾水管流出

9、，不產生渦流現象，從而提高了水輪機的水力效率，次工況稱為法向出口工況。最優工況：當水輪機在=，的工況下工作時，則水流在轉輪進口無撞擊損失，出口無渦流損失，此時水輪機的效率最高，稱為水輪機的最優工況。水斗葉片的出水角，射流在斗葉上進出口的轉向為180度，并且轉輪的圓周速度U等于射流速度V0的一半時，則水斗式水輪機的水力效率或出力最大。水斗式水輪機中的能量損失主要包括噴嘴將水流的壓能轉變為動能，以及在轉輪中射流的動能轉變為主軸旋轉機械能的過程中的損失，另外還有水流在轉輪出口的能量損失：噴嘴損失：包括水流在噴管中的沿程水頭損失和局部轉彎、斷面變化（與噴針的行程變化有關）和分流等損失，還包括射流的收縮

10、和在空氣中的阻力損失。合理的噴嘴 效率可達95%到98%。 斗葉損失：1.進口撞擊損失2.摩擦損失3.出口損失 容積損失 機械損失：除了主軸在軸承中的機械摩擦損失外尚應包括轉輪在轉動時的風阻損失。第三章1、空化現象：當液體溫度一定時，降低壓力到某一臨界壓力時，液體也會汽化或溶解于液體中的空氣發育形成空穴，這種現象稱為空化?？栈^程可以發生在液體內部，也可以發生在固定邊界上。2、空蝕現象：空蝕是指由于空泡的潰滅，引起過流表面的材料損壞。在空泡潰滅過程中伴隨著機械、電化、熱力、化學等過程的作用。3、空化和空蝕的關系：空化是空蝕的直接后果，先空化后空蝕，空化可以發生在液體內部，也可以發生在固定邊界上

11、，空蝕只發生在固定邊界上。4、空蝕對金屬材料表面的侵蝕破壞有機械作用、化學作用和電化作用三種，以機械作用為主。5、空化空蝕隨水輪機的影響：破壞水輪機的過流部件，如導葉、轉輪、轉輪室、上下止漏環及尾水管。降低水輪機的出力和效率，因為空化和空蝕會破壞水流的正常運行規律和能量轉換規律，并會增加水流的漏損和水力損失?？栈涂瘴g嚴重時，可能是機組產生強烈的振動、噪音及負荷波動，導致機組不能安全穩定運行?？s短了機組的檢修周期，增加了檢修的復雜性。空化和空蝕檢修不僅耗用大量鋼材，而且延長工期，影響電力生產。6、水輪機為何產生空化空蝕？水輪機的工作介質是液體，液體的致電并不像固體那樣圍繞固定位置振動，而是質點

12、的位置遷移較容易發生，對于某一溫度的水，當壓力下降到某一汽化壓力時，水就開始產生汽化現象。通過水輪機的水流，如果在某些地方流速增高了，根據水力學的能量方程可知，必然引起該處的局部壓力降低，如果該處水流速度增加很大，以致使壓力降低到在該水溫下的汽化壓力時，則此低壓區的水開始汽化，便會產生氣蝕。7、水輪機空化與空蝕的類型：翼型空化和空蝕：混流式水輪機主要可能發生在葉片背面下半部出水邊、葉片背面與下環靠近處。下環立面內側、轉輪葉片背面與上冠交界處；軸流式水輪機主要發生在葉片背面的出水邊和葉片與輪轂的連接處附近。間隙空化和空蝕：主要發生在混流式水輪機轉輪上、下迷宮環間隙處，軸流轉漿式水輪機葉片外緣與轉

13、輪室的間隙處，葉片根部與輪轂間隙處，以及導水葉端面間隙處。局部空化和空蝕：轉漿式水輪機的局部空化空蝕一般發生在轉輪室連接的不光滑臺階處或局部凹坑處的后方，還可能發生在葉片固定螺釘及密封螺釘處；混流式水輪機發生在轉輪上冠泄水孔后?？涨豢栈涂瘴g：一般發生在反擊式水輪機的尾水管處。8、一個好的水輪機轉輪必須同時具備良好的能量性能和空化性能，既要效率高，又要充分利用水能，又要空化系數小，是水輪機在運行中不易發生氣蝕破壞。9、動力真空和靜力真空：動力真空（不要求記憶）動力真空值由水輪機的轉輪和尾水管所形成，它與水輪機各流速水頭、轉輪葉片和尾水管聚合形狀有關，及與水輪機結構及運行工況有關。靜力真空：靜力

14、真空又稱為吸出高度，它與水輪機安裝高程有關，取決與轉輪相對與下游水面的裝置高度，而與水輪機形式無關。吸出高度的計算公式：或者12、各種不同型式水輪機的吸出高度：Page61圖（可能考的畫圖題）13、吸出高度與安裝高度的關系：立軸混流式水輪機 立軸軸流式水輪機式中尾水位，m 導葉高度，m 式中D1轉輪直徑，X軸流式水輪機結構高度系數臥式反擊式水輪機：確定水輪機安裝高程的水位通常為設計尾水位。14、水輪機抗空化與空蝕的措施：改善水輪機的水力設計：改進尾水管及轉輪上冠的設計能有效減輕空腔空化，提高運行穩定性，主要是加長尾水管的直錐管部分和加大擴散角，加長轉輪的泄水錐；水輪機選型設計時要合理確定水輪機

15、的吸出高度、水輪機的比轉速、空化系數。提高加工工藝水平，采用抗蝕材料：轉輪葉片鑄造與加工后的線性，應盡量能與設計模型圖一致保證原型與模型水輪機相似；采用優良的抗蝕材料或增加材料的抗蝕性和過流表面采用保護層，一般不銹鋼比碳鋼抗空化性能優越。改善運行條件并采用適當的運行措施：合理擬定水電廠的運行方式，要盡量保持機組在最優工況區運行，以避免發生空化和空蝕。對于空化嚴重的運行工況區域應盡量避開，以保證水輪機的穩定運行，在非設計工況下運行時，可采用轉輪下部補氣的方法，對破壞空腔空化空蝕，減輕空化空蝕振動有一定作用，目前中小型機組廠采用自然補氣和和強制補氣兩種方法，自然補氣包括主軸中心孔補氣和尾水管補氣。

16、第四章1、水輪機系列：水輪機原型可以按比例縮小為模型，如果取不同的比例，則可得若干個尺寸不同的水輪機模型。所有這些模型尺寸大小不同，但過流部件幾何形狀相似，即水輪機的相應尺寸大小不等，但成同一比列，這樣得到的一系列水輪機稱為水輪機系列。2、研究同系列水輪機的幾何尺寸及特性參數間相似關系的理論，或者說，研究模型與原型相似關系的理論，稱為水輪機的相似理論。3、相似條件：幾何相似：主要是指兩個水輪機過留部分幾何形狀與表面糙度相同，并且一切相應的線性尺寸成比例。 運動相似：是指兩個水輪機所形成的液流相應點處的速度同名者方向相同，大小成比例，相應的夾角相等，或者說相應點處的速度三角形相似。 動力相似：是

17、指兩個水輪機所形成的液流中各相應點所受的力，數量相同、名稱相同，且同名力方向一致，大小成比例。4、單位參數：為了比較時有一個統一的標準，通常規定把模型試驗成果都同意換算到轉輪直徑D1=1m，有效水頭時的水輪機參數，這種參數被稱為單位參數。單位參數有單位轉速n11、單位流量Q11和單位出力P11。 5、 6、水輪機的比轉速：對于統一系列的水輪機，在相似工況下其n11和P11均為常數，因此，=常數，這個常數就稱為水輪機的比轉速，常用ns表示，即是（比轉速高低水頭，比轉速低高水頭）是一個重要的綜合參數，它代表統一系列水輪機在相似工況下運行的綜合性能，常規定采用設計工況或者是最優工況下的比轉速作為水輪

18、機分類的特征參數?，F代各型水輪機的比轉速范圍約為：水斗式 =1070 混流式=200450 斜流式=60350 軸流式 =400900 貫流式=6001100空化系數與比轉速的關系：比轉速增加空化系數增加，從材料強度與抗空化性能條件著眼，在一定的水頭段只能采用對應合適比轉速的水輪機，轉輪進、出口直徑比隨比轉速的增加而減小，比轉速不同轉輪樣式也不同。7、水輪機的飛逸轉速：水輪機發電組在正常情況下總是以額定轉度運行。這時水輪機的轉動力矩和發電機的電磁力矩是平衡的。如果外界負荷突然丟掉，調速機構失靈，導水機構又不能及時關閉時，由于輸出的電磁力矩為零，因而輸入的水流轉動力矩除了少部分消耗與機械損失外，

19、其余大部分就使機組轉速急劇增高，并達到某一最大轉速，這時的運行工況稱為飛逸工況，這是的最大轉速稱為飛逸轉速。水輪機飛逸轉速的大小與水輪機的飛逸特性有關，而飛逸特性一般用單位飛逸轉速表示，按轉速相似公式換算出相應的單位飛逸轉速： (r/min)8、防飛逸措施主要有哪些？答：設置快速閥門、增設事故配壓閥、對轉漿式水輪機、增大葉片轉角，從而降低飛逸轉速、制動葉片、導葉自關閉。第五章1、水輪機的線型特性曲線：水輪機各參數之間的相互關系比較復雜，為了明確某些參數之間的關系，有時需要把一些參數固定，而單獨考慮某兩個參數之間的關系，這種表示某兩個參數之間的關系的特性，是一元函數的關系，這種曲線成為水輪機的線

20、型特性曲線。2、水輪機的特性曲線：水輪機的特性曲線用于表達水輪機不同工況下對水流的能量轉換、空化等方面的樹立性能、力特性及其他性能。3、水輪機的綜合特性曲線:當需要綜合考慮水輪機的個參數之間的相互關系時，需把表示水輪機各種性能的曲線繪于同一圖上，這種曲線稱為水輪機的綜合特性曲線。4、模型綜合特性曲線：以單位參數為縱、橫坐標軸的特性曲線稱為模型綜合特性曲線。5、以工作參數H、P為縱、橫坐標的特性曲線稱為運轉綜合特性曲線。 水輪機的線型特性曲線包括：轉速特性曲線、工作特性曲線、水頭特性曲線，掌握怎樣在圖中找飛逸轉速（出力即功率為零時的轉速）?；炝魇剿啓C繪制出力限制線的目的：繪制出力限制線的目的是

21、考慮到水輪機在最大出力下運行時，不可能按正常規律實現功率的調節，而且，在超過95%最大功率運行時，效率隨流量的增加而降低，且效率降低的幅度超過流量增加的幅度，因此水輪機的出力反而減小了，從而是調速器對水輪機的調節性能較差。為了避開這些情況并使水輪機具有一定的出力儲備，因此將水輪機限制在最大出力的95%（有時取97%）范圍內運行。8、沖擊式水輪機的過流量與水輪機的轉速無關，僅與噴嘴的開度有關，因此它的等開度線是與坐標軸相垂直的直線。9、沖擊是水輪機的模型綜合特性曲線一般不表出力限制線，不標注空化系數線。10、水輪機運轉綜合特性曲線是在轉輪直徑D1和轉速n為常數時，以水頭H和出力P為縱、橫坐標而繪

22、制的劇組等值線。第七至十章1、混流式水輪機的主要部件：主要過流部件一般為蝸殼、座環、導水機構、轉輪及尾水管。2、轉輪的作用：轉輪是各種型式水輪機將水能轉變成機械能的核心部件，轉輪也直接決定水輪機的過流能力、水力效率、容積效率、空蝕性能及工況穩定等工作性能。3、止漏裝置的類型、適用水頭和優缺點：縫隙式止漏裝置：使用水頭H200m型譜內所列各種混流式轉輪一般都采用縫隙式止漏裝置；水流通過時產生反復擴大、收縮的現象，減低了水流壓力，使漏水量大大減小。梳齒式止漏裝置：對于高水頭（H200m）混流式水輪機，需要采用梳齒式止漏裝置；水流通過梳齒時轉了許多直角彎，增加水流阻力，減少漏水量，在壓力作用下，止漏

23、環之間的空隙滲漏出水，使梳齒式止漏裝置連接部件增大拉應力。減壓裝置的減壓作用：減小作用在上冠外面軸向水推力，降低機組推力軸承的負荷?；炝魇剿啓C的基本結構：轉輪、支持蓋和頂蓋、槳葉密封裝置、水輪機導軸承、泄水錐、轉輪室。水輪機對引水室的基本要求：盡可能減少水流在引水室中的水力損失以提高水輪機效率。保證水流均勻、軸對稱地進入導水機構以提高運行的穩定性。水流在進入導水機構前應具有一定的環量，以保證水輪機在主要的運行工況下水流能以較小的沖角進入固定導葉和活動導葉，減小導水機構的水力損失。具有合理的端面形狀和尺寸，以降低廠房投資，同時便于電站輔助設備的布置。具有必要的強度及合適的材料，以保證惡狗上的可

24、靠性和抵抗水流的沖刷。7、反擊式水輪機引水室的類型：開敞式引水室罐式引水室蝸殼式引水室（金屬蝸殼和混泥土蝸殼）8、蝸殼包角的定義：蝸殼自鼻端至進口端面所包圍的角度稱為蝸殼的包角。9、座環的作用：承受水輪發電機組的重量，蝸殼上部 部分混凝土重量以及水壓力，并將其傳遞到電站基礎上去，在結構上要求有足夠的強度和剛度。10、反擊式水輪機尾水管的作用：將轉輪出口處的水流引向下游。利用下游水面至轉輪出口處的高程差，形成轉輪出口處的靜力真空。利用轉輪出口處的水流動能，將其轉換成為轉輪出口處的動力真空。11、尾水管恢復系數：實際恢復的動能與理想恢復的動能的比值稱為尾水管的恢復系數，即： 尾水管對軸流式水輪機比

25、對混流式水輪機更重要。12、尾水管的基本類型：直錐形尾水管：是一中簡單的擴散型尾水管制造容易，內部水均勻，阻力小，水力損失小，恢復系數比較高。 彎曲型尾水管：由進口錐管、肘管及擴散管三部分組成，尾水管的恢復系數較直錐形尾水管低。13、引水機構的主要作用：壓力鋼管引進的水流首先進入水輪機室，主要作用是使引進的水流以盡可能小的水頭損失且較均勻地從四周進入水輪機的轉輪。14、導水機構的主要作用：導水機構的主要作用是調節進入轉輪的流量，以適應負荷變化的需要；當發電機負荷減少時，要求水輪機的進入流量相應減少，這時關水導葉開度，減少流量，反之當負荷增大時，打開導葉開度加大流量。停機時，導葉全部關閉，將水流

26、截斷。當機組發生故障而緊急停機時，導葉可迅速關閉。一般在5-10s內導葉可從全部開啟狀態至全關閉狀態。15、混流式轉輪水力設計的三種方法：一元理論、二元理論和三元理論設計方法，在這三種方法中都假設水流是理想的。16、軸流式轉輪葉片的水力計算方法：升力法、奇點分布法、統計法和保角變換法。17、圓柱層無關性假設：假定水流在軸流式轉輪區域內是沿著與主軸同心的圓柱面上流動，水流絕對速度在半徑方向的分量Vr=0,即在各圓柱層之間水流質點沒有相互作用，這就是圓柱層無關性假設。18、協聯工況：軸流轉槳式水輪機采用雙重調節使水輪機的導葉開度a0和轉輪葉片轉角隨著電力系統外負荷的增減同時變化，并使導葉開度a0和

27、轉輪葉片轉角之間形成最優協聯關系，使得水輪機內水力損失最小，經常運行在最優工況或最優工況附近。這種保持導葉開度與葉片轉角之間最優協聯關系的工況為協聯工況。附錄資料：不需要的可以自行刪除生活中的物理知識大全廚房中的物理知識我們認真觀察廚房里燃料、炊具，做飯、做菜等全部過程，回憶廚房中發生的一系列變化，會看到有關的物理現象。利用物理知識解釋這些現象如下：一、與電學知識有關的現象1、電飯堡煮飯、電炒鍋煮菜、電水壺燒開水是利用電能轉化為內能，都是利用熱傳遞煮飯、煮菜、燒開水的。2、排氣扇（抽油煙機）利用電能轉化為機械能，利用空氣對流進行空氣變換。3、電飯煲、電炒鍋、電水壺的三腳插頭，插入三孔插座，防止

28、用電器漏電和觸電事故的發生。4、微波爐加熱均勻，熱效率高，衛生無污染。加熱原理是利用電能轉化為電磁能，再將電磁能轉化為內能。5、廚房中的電燈，利用電流的熱效應工作，將電能轉化為內能和光能。6、廚房的爐灶（蜂窩煤灶，液化氣灶，煤灶，柴灶）是將化學能轉化為內能，即燃料燃燒放出熱量。二、與力學知識有關的現象1、電水壺的壺嘴與壺肚構成連通器，水面總是相平的。2、菜刀的刀刃薄是為了減小受力面積，增大壓強。3、菜刀的刀刃有油，為的是在切菜時，使接觸面光滑，減小摩擦。4、菜刀柄、鍋鏟柄、電水壺把手有凸凹花紋，使接觸面粗糙，增大摩擦。5、火鏟送煤時，是利用煤的慣性將煤送入火爐。6、往保溫瓶里倒開水，根據聲音知

29、水量高低。由于水量增多，空氣柱的長度減小，振動頻率增大，音調升高。7、磨菜刀時要不斷澆水，是因為菜刀與石頭摩擦做功產生熱使刀的內能增加，溫度升高，刀口硬度變小，刀口不利；澆水是利用熱傳遞使菜刀內能減小，溫度降低，不會升至過高。三、與熱學知識有關的現象（一）與熱學中的熱膨脹和熱傳遞有關的現象1、使用爐灶燒水或炒菜，要使鍋底放在火苗的外焰，不要讓鍋底壓住火頭，可使鍋的溫度升高快，是因為火苗的外焰溫度高。2、鍋鏟、湯勺、漏勺、鋁鍋等炊具的柄用木料制成，是因為木料是熱的不良導體，以便在烹任過程中不燙手。3、爐灶上方安裝排風扇，是為了加快空氣對流，使廚房油煙及時排出去，避免污染空間。4、滾燙的砂鍋放在濕

30、地上易破裂。這是因為砂鍋是熱的不良導體，燙砂鍋放在濕地上時，砂鍋外壁迅速放熱收縮而內壁溫度降低慢，砂鍋內外收縮不均勻，故易破裂。5、往保溫瓶灌開水時，不灌滿能更好地保溫。因為未灌滿時，瓶口有一層空氣，是熱的不良導體，能更好地防止熱量散失。6、炒菜主要是利用熱傳導方式傳熱，煮飯、燒水等主要是利用對流方式傳熱的。7、冬季從保溫瓶里倒出一些開水，蓋緊瓶塞時，常會看到瓶塞馬上跳一下。這是因為隨著開水倒出，進入一些冷空氣，瓶塞塞緊后，進入的冷空氣受熱很快膨脹，壓強增大，從而推開瓶塞。8、冬季剛出鍋的熱湯，看到湯面沒有熱氣，好像湯不燙，但喝起來卻很燙，是因為湯面上有一層油阻礙了湯內熱量散失（水分蒸發）。9

31、、冬天或氣溫很低時，往玻璃杯中倒入沸水，應當先用少量的沸水預熱一下杯子，以防止玻璃杯內外溫差過大，內壁熱膨脹受到外壁阻礙產生力，致使杯破裂。10、煮熟后滾燙的雞蛋放入冷水中浸一會兒，容易剝殼。因為滾燙的雞蛋殼與蛋白遇冷會收縮，但它們收縮的程度不一樣，從而使兩者脫離。（二）與物體狀態變化有關的現象1、液化氣是在常溫下用壓縮體積的方法使氣體液化再裝入鋼罐中的；使用時，通過減壓閥，液化氣的壓強降低，由液態變為氣態，進入灶中燃燒。2、用焊錫的鐵壺燒水，壺燒不壞，若不裝水，把它放在火上一會兒就燒壞了。這是因為水的沸點在1標準大氣壓下是100，錫的熔點是232，裝水燒時，只要水不干，壺的溫度不會明顯超過1

32、00，達不到錫的熔點，更達不到鐵的熔點，故壺燒不壞。若不裝水在火上燒，不一會兒壺的溫度就會達到錫的熔點，焊錫熔化，壺就燒壞了。3、燒水或煮食物時，噴出的水蒸氣比熱水、熱湯燙傷更嚴重。因為水蒸氣變成同溫度的熱水、熱湯時要放出大量的熱量（液化熱）。4、用砂鍋煮食物，食物煮好后，讓砂鍋離開火爐，食物將在鍋內繼續沸騰一會兒。這是因為砂鍋離開火爐時，砂鍋底的溫度高于100，而鍋內食物為100，離開火爐后，鍋內食物能從鍋底吸收熱量，繼續沸騰，直到鍋底的溫度降為100為止。5、用高壓鍋煮食物熟得快些。主要是增大了鍋內氣壓，提高了水的沸點，即提高了煮食物的溫度。6、夏天自來水管壁大量“出汗”，常是下雨的征兆。

33、自來水管“出汗”并不是管內的水滲漏，而是自來水管大都埋在地下，水的溫度較低，空氣中的水蒸氣接觸水管，就會放出熱量液化成小水滴附在外壁上。如果管壁大量“出汗”，說明空氣中水蒸氣含量較高，濕度較大，這正是下雨的前兆。7、煮食物并不是火越旺越快。因為水沸騰后溫度不變，即使再加大火力，也不能提高水溫，結果只能加快水的汽化，使鍋內水蒸發變干，浪費燃料。正確方法是用大火把鍋內水燒開后，用小火保持水沸騰就行了。8、冬天水壺里的水燒開后，在離壺嘴一定距離才能看見“白氣”，而緊靠壺嘴的地方看不見“白氣”。這是因為緊靠壺嘴的地方溫度高，壺嘴出來的水蒸氣不能液化，而距壺嘴一定距離的地方溫度低；壺嘴出來的水蒸氣放熱液

34、化成小水滴，即“白氣”。9、油炸食物時，濺入水滴會聽到“叭、叭”的響聲，并濺出油來。這是因為水的沸點比油低，水的密度比油大，濺到油中的水滴沉到油底迅速升溫沸騰，產生的氣泡上升到油面破裂而發出響聲。10、當鍋燒得溫度較高時，灑點水在鍋內，就發出“吱、吱”的聲音，并冒出大量的“白氣”。這是因為水先迅速汽化后又液化，并發出“吱、吱”的響聲。11、當湯煮沸要溢出鍋時，迅速向鍋內加冷水或揚（舀）起湯，可使湯的溫度降至沸點以下。加冷水，冷水溫度低于沸騰的湯的溫度，混合后，冷水吸熱，湯放熱。把湯揚起的過程中，由于空氣比湯溫度低，湯放出熱，溫度降低，倒入鍋內后，它又從沸湯中吸熱，使鍋中湯溫度降低。與熱學中的分

35、子熱運動有關的現象1、腌菜往往要半月才會變咸，而炒菜時加鹽幾分鐘就變咸了，這是因為溫度越高，鹽的離子運動越快的緣故。2、長期堆煤的墻角處，若用小刀從墻上刮去一薄層，可看見里面呈黑色，這是因為分子永不停息地做無規則的運動，在長期堆煤的墻角處，由于煤分子擴散到墻內，所以刮去一層，仍可看到里面呈黑色。我們在日常生活、生產中只要細心觀察身邊的物理現象，聯系到我們學過的物理知識，去分析和解釋這些現象，就能夠提高觀察、分析及解決物理問題的能力。我們在廚房里，若留心看一下其中的爐灶、器皿以及做飯、炒菜中出現的一些現象，定會發現很多處要用到物理知識。一、熱涼粥或冷飯時，鍋內發出”撲嘟、撲嘟”的聲音，并不斷冒出

36、氣泡來，但一嘗，粥或飯并不熱，這是為什么？把涼粥或飯燒熱與燒開水是不一樣的。雖然水是熱的不良身體，對熱的傳導速度很慢，但水具有很好的流動性。當鍋底的水受熱時，它就要膨脹，密度減小就上浮，周圍的涼水就流過來填補，通過這種對流，就把鍋底的熱不斷地傳遞到水的各部分而使水變熱。而涼粥或飯，既流動性差又不易傳導熱。所以，當鍋底的粥或飯吸熱后，溫度就很快上升，但卻不能很快地向上或四周流動，大量的熱就集中在鍋底而將鍋底的粥燒焦。因熱很難傳到粥的上面，所以上面的粥依然是涼的。加熱涼粥或飯時，要在鍋里多加一些水，使粥變稀，增強它的流動性。此外，還要勤攪拌，強制進行對流，這樣可將粥進行均勻加熱。二、用砂鍋煮肉或燒

37、湯時，當湯水沸騰后從爐子上拿下來，則湯水仍會繼續沸騰一段時間，而鐵、鋁鍋卻沒這種現象，這是為什么？因為砂鍋是陶土燒制成的，而非金屬的比熱比金屬大得多，傳熱能力比金屬差得多。當砂鍋在爐子上加熱時，鍋外層的溫度大大超過100，內層溫度略高于100。此時，鍋吸收了很多熱量，儲存了很多熱能。將砂鍋從爐子上拿下來后，遠高于100的鍋的外層就繼續向內層傳遞熱量，使鍋內的湯水仍達到100而能繼續沸騰一段時間，鐵、鋁鍋就不會出現這種現象（其原因請同學們自己分析）。三、炒肉中的“見面熟”。逢年過節，人們總要炒上幾個肉菜，那么怎樣爆炒肉片呢？若將肉片直接放入熱油鍋里去爆炒，則瘦肉纖維中所含的水分就要急劇蒸發，致使

38、肉片變得干硬，甚至于會將肉炒焦炒糊，大大失去鮮味。為把肉片爆炒得好吃，師傅們往往預先將肉片拌入適量的淀粉，則肉片放到熱油鍋里后，附著在肉片外的淀粉糊中的水分蒸發，而肉片里的水分難以蒸發，仍保持了原來肉的鮮嫩，還減少了營養的損失，肉又熟得快即“見面熟”。用這種方法炒的肉片，既鮮嫩味美，又營養豐富。四、凍肉解凍用什么方法最好？從冰箱里取出凍肉、凍雞，如何將其解凍呢？用接近0的冷水最好。因為凍肉溫度是在0以下，若放在熱水里解凍，凍肉從熱水中吸收熱量，其外層迅速解凍而使溫度很快升到0以上，此的肉層之間便有了空隙，傳遞熱的本領也就下降，使內部的凍肉不易再吸熱解凍而形成硬核。若將凍肉放在冷水中，則因凍肉、

39、凍雞吸熱而使冷水溫度很快降到0且部分水還會結冰。因1克水結成冰可放出80卡熱量（而1克水降低1只放出1卡熱量），放出的如此之多的熱量被凍肉吸收后，使肉外層的溫度較快升高，而內層又容易吸收熱量，這樣，整塊肉的溫度也就較快升到0。如此反復幾次，凍肉就可解凍。從營養角度分析，這種均勻緩慢升溫的方法也是科學的汽車上的物理知識一、力學方面1、汽車的底盤質量都較大，這樣可以降低汽車的重心，增加汽車行駛時的穩度。2、汽車的車身設計成流線型，是為了減小汽車行駛時受到的阻力3、汽車前進的動力地面對主動輪的摩擦力（主動輪與從動輪與地面的摩擦力的方向相反）4、汽車在平直路面勻速前進時牽引力與阻力互相平衡，汽車所受重

40、力與地面的支持力平衡5、汽車拐彎時：司機要打方向盤力是改變物體運動狀態的原因；乘客會向拐彎的反方向傾倒由于乘客具有慣性6、汽車急剎車（減速）時，司機踩剎車力是改變物體運動狀態的原因；乘客會向車行方向傾倒慣性;司機用較小的力就能剎住車杠桿原理；用力踩剎車增大壓力來增大摩擦；急剎車時，車輪與地面的摩擦由滾動變摩擦成滑動摩擦7、不同用途的汽車的車輪還存在大小和個數的差異這與汽車對路面的壓強大小相關8、汽車的座椅都設計得既寬且大，這樣就減小了對坐車人的壓強，使人乘坐舒服9、汽車快速行駛時，車的尾部會形成一個低氣壓區，這是我們常常能在運動的汽車尾部看到卷揚的塵土形成原因10、交通管理部門要求：小汽車的司

41、機和前排乘客必須系好安全帶這樣可以防止慣性的危害；嚴禁車輛超載不僅僅減小車輛對路面的破壞，還有減小摩擦、慣性等；嚴禁車輛超速防止急剎車時，因反應距離和制動距離過長而造成車禍11、簡單機械的應用：方向盤、車輪、開窗搖柄等都是輪軸，調速桿，自動開關門裝置是杠桿12、汽車爬坡時要調為低速：由P=Fv，功率一定時，降低速度，可增大牽引力13、關于速度路程，時間的計算問題；參照物與運動狀態的描述問題14、認識限速，里程，禁鳴等標志牌，了解其含義二、聲學方面1、汽車喇叭發聲要響，發動機的聲音要盡量消除（發動機上裝配消音器）這是在聲源處減弱噪聲2、為減輕車輛行駛時的噪聲對道旁居民的影響，在道旁設置屏障或植樹

42、可以在傳播過程中減弱噪聲3、喇叭發聲：電能機械能三、熱學方面1、汽車發動機常用柴油機或汽油機它們是內燃機利用內能來做功2、發動機外裝有水套，用循環流動的水幫助發動機散熱水的比熱容大3、冬天，為防凍壞水箱，入夜時要排盡水箱中的水防止熱脹冷縮的危害4、小汽車的后窗玻璃板中嵌有一道道的電熱絲它可以防止車內形成的霧氣附著于玻璃上并凝結5、剛坐進汽車或有汽車從你身旁駛過時，會聞到濃濃的汽油味擴散現象6、空調車車窗玻璃設計成雙層的防止傳熱7、環保汽車使用氣體燃料，可減小對大氣的污染四、電學方面1、汽車的發動機常用低壓電動機起動：電動機是根據磁場對電流的作用的道理制成的，工作時把電能轉化為機械能。2、汽車電

43、動機（汽車電機）常用車載電瓶（蓄電池）供電，汽車運行過程中可以利用的車輪帶動車載發電機發電，給蓄電池充電。給蓄電池充電時，電能轉化為化學能儲存起來，此時蓄電池是用電器；用蓄電池給電動機供電時，化學能轉化為電能，此時蓄電池才是電源3、車載蓄電池還被用來為汽車上配裝的空調、電扇、收錄機、CD機及各種用途的電燈供電，方便地電能轉化為機械能、聲能、光能等等3、油罐車的尾部通常要掛一條鐵鏈直達路面，這樣做有利于使運輸過程中因顛簸而產生的電荷迅速傳到大地上，避免因靜電放電而帶來災難4、車燈發光：電能光能五、光學方面1、汽車旁的觀后鏡，交叉路口的觀察鏡用的都是凸面鏡，可以開闊視野2、汽車在夜間行駛時，車內一

44、般不開燈，這樣可防止車內乘客在司機前的擋風玻璃上成像，干擾司機正確判斷3、汽車前的擋風玻璃通常都不直立（底盤高大的車除外），這是因為擋風玻璃相當于平面鏡車內物體易通過它成像于司機面前，影響司機的判斷4、汽車尾燈燈罩：角反射器可將射來的光線反回，保證后面車輛安全5、汽車頭燈：凹面鏡反射原理，近距光燈絲在焦點附近，遠距光燈絲在焦點上自行車上的物理知識你知道自行車上有哪些物理知識嗎？下面我們來看一看。1、自行車上的摩擦知識。自行車外胎為什么要有凸凹不平的花紋摩擦力的大小跟兩個因素有關：壓力的大小、接觸面的粗糙程度。壓力越大，摩擦力越大；接觸面越粗糙，摩擦力越大。自行車外胎有凸凹不平的花紋，這是通過增

45、大自行車與地面間的粗糙程度，來增大摩擦力的，其目的是為了防止自行車打滑。自行車為什么能前進？當我們騎在自行車上時，由于人和自行車對地面有壓力，輪胎和地面之間不光滑，因此自行車與路面之間有摩擦，不過，要問自行車為何能前進？這還是依靠后輪與地面之間的摩擦而產生的，這個摩擦力的方向是向前的。那前輪的摩擦力是干什么的？阻礙車的運動！其方向與自行車前進方向相反。正是這兩個力大小相等，方向相反，所以自行車作勻速運動。不過，當人們在地上推自行車前進時，前輪和后輪的摩擦力方向都向后。那誰和這兩個力平衡呢？腳對地面的摩擦力向前！剎車以后，自行車為何能停止？剎車時，剎皮與車圈間的摩擦力，會阻礙后輪的轉動。手的壓力

46、越大，剎皮對車圈的壓力就越大，產生的摩擦力也就越大，后輪就轉動的越慢。如果完全剎死，這時后輪與地面之間的摩擦就變為滑動摩擦力（原來為滾動摩擦，方向向前），方向向后，阻礙了自行車的運動，因此就停下來了。自行車哪些地方安有鋼珠？為什么安鋼珠？在自行車的前軸、中軸、后軸、車把轉動處，腳蹬轉動處等地方，都安有鋼珠。人們騎自行車總是希望輕松、靈活、省力。而用滾動代替滑動就可以大大減小摩擦力，因此要在自行車轉動的地方安裝鋼珠，我們可以經常加潤滑油，使接觸面彼此離開，這樣就可以使摩擦力變得更小。2、自行車上的杠桿、輪軸知識。自行車上的杠桿A、控制前輪轉向的杠桿：自行車的車把，是省力杠桿，人們用很小的力就能轉

47、動自行車前輪，來控制自行車的運動方向和自行車的平衡。B、控制剎車閘的杠桿：車把上的閘把是省力杠桿，人們用很小的力就能使車閘以較大的壓力壓到車輪的鋼圈上。自行車上的輪軸A、中軸上的腳蹬和花盤齒輪：組成省力輪軸（腳蹬半徑大于花盤齒輪半徑）。B、自行車手把與前叉軸：組成省力輪軸（手把轉動的半徑大于前叉軸的半徑）。C、后軸上的齒輪和后輪：組成費力輪軸（齒輪半徑小于后輪半徑）。3、自行車上的氣壓知識。自行車內胎充氣：早期的各種輪子都是木輪、鐵輪，顛簸不已?，F代自行車使用充氣內胎主要是使胎內的壓強增大，可以起到緩沖的作用，同時可以減小自行車前進的阻力。氣門芯的作用：充氣內胎上的氣門芯，起著單向閥門的作用，

48、只讓氣體進入，不讓氣體外漏，方便進氣，保證充氣內胎的密封。4、自行車上光學知識。自行車上的紅色尾燈，不能自行發光，但是到了晚上卻可以提醒司機注意，因為自行車的尾燈是由很多蜂窩狀的“小室”構成的，而每一個“小室”是由三個約成90度的反射面組成的。這樣在晚上時，當后面汽車的燈光射到自行車尾燈上，就會產生反射光，由于紅色醒目，就可以引起司機的注意。自行車在我國是很普及的代步和運載工具。在它的“身上”運用了許多力學知識1測量中的應用在測量跑道的長度時，可運用自行車。如普通車輪的直徑為0.71米或0.66米。那么轉過一圈長度為直徑乘圓周率，即約2.23米或2.07米，然后，讓車沿著跑道滾動，記下滾過的圈

49、數n，則跑道長為n2.23米或n2.07米。2力和運動的應用(1)減小與增大摩擦。車的前軸、中軸及后軸均采用滾動以減小摩擦。為更進一步減小摩擦，人們常在這些部位加潤滑劑。多處刻有凹凸不平的花紋以增大摩擦。如車的外胎，車把手塑料套，蹬板套、閘把套等。變滾動摩擦為滑動摩擦以增大摩擦。如在剎車時，車輪不再滾動，而在地面上滑動，摩擦大大增加了，故車可迅速停駛。而在剎車的同時，手用力握緊車閘把，增大剎車皮對鋼圈的壓力以達到制止車輪滾動的目的。(2)彈簧的減震作用。車的座墊下安有許多根彈簧，利用它的緩沖作用以減小震動。3壓強知識的應用(1)自行車車胎上刻有載重量。如車載過重，則車胎受到壓強太大而被壓破。(

50、2)座墊呈馬鞍型，它能夠增大座墊與人體的接觸面積以減小臀部所受壓強，使人騎車不易感到疲勞。4簡單機械知識的應用自行車制動系統中的車閘把與連桿是一個省力杠桿，可增大對剎車皮的拉力。自行車為了省力或省距離，還使用了輪軸：腳蹬板與鏈輪牙盤；后輪與飛輪及龍頭與轉軸等。5功、機械能的知識運用(1)根據功的原理：省力必定費距離。因此人們在上坡時，常騎“S形”路線就是這個道理。(2)動能和重力勢能的相互轉化。如騎車上坡前，人們往往要加緊蹬幾下，就容易上去些，這里是動能轉化為勢能。而騎車下坡，不用蹬，車速也越來越快，此為勢能轉化為動能。6慣性定律的運用快速行駛的自行車，如果突然把前輪剎住，后輪為什么會跳起來。

51、這是因為前輪受到阻力而突然停止運動，但車上的人和后輪沒有受到阻力，根據慣性定律，人和后輪要保持繼續向前的運動狀態，所以后輪會跳起來。切記下坡或高速行駛時，不能單獨用自行車的前閘剎車，否則會出現翻車事故！民諺俗語中的物理知識在日常生活中，我們經常會接觸到一些民諺、俗語，這些民諺、俗語蘊含著豐富的物理知識，我們平時如果注意分析、了解一些民諺、俗語，就可以在實際生活中深化知識，活化知識，這對培養我們分析問題、解決問題的能力是大有幫助的。下面列舉幾例：1、小小稱砣壓千斤根據杠桿平衡原理，如果動力臂是阻力臂的幾分之一，則動力就是阻力的幾倍。如果稱砣的力臂很大，那么一兩撥千斤是完全可能的。2、破鏡不能重圓

52、當分子間的距離較大時（大于幾百埃），分子間的引力很小，幾乎為零，所以破鏡很難重圓。3、摘不著的是鏡中月 撈不著的是水中花平面鏡成的像為虛像。4、人心齊，泰山移如果各個分力的方向一致，則合力的大小等于各個分力的大小之和。5、麻繩提豆腐-提不起來在壓力一定時，如果受力面積小，則壓強就大。6、真金不怕火來煉，真理不怕爭辯從金的熔點來看，雖不是最高的，但也有1068，而一般火焰的溫度為800左右，由于火焰的溫度小于金的熔點，所以金不能熔化。7、月暈而風，礎潤而雨大風來臨時，高空中氣溫迅速下降，水蒸氣凝結成小水滴，這些小水滴相當于許多三棱鏡，月光通過這些三棱鏡發生色散，形成彩色的月暈，故有月暈而風之說。

53、礎潤即地面反潮，大雨來臨之前，空氣濕度較大，地面溫度較低，靠近地面的水汽遇冷凝聚為小水珠，另外，地面含有的鹽分容易吸附潮濕的水汽，故地面反潮預示大雨將至。8、長嘯一聲，山鳴谷應人在崇山峻嶺中長嘯一聲，聲音通過多次反射，可以形成洪亮的回音，經久不息，似乎山在狂呼，谷在回音。9、但聞其聲，不見其人波在傳播的過程中，當障礙物的尺寸小于波長時，可以發生明顯的衍射。一般圍墻的高度為幾米，聲波的波長比圍墻的高度要大，所以，它能繞地高墻，使墻外的人聽到；而光波的波長較短（10-6米左右），遠小于高墻尺寸，所以人身上發出的光線不能衍射到墻外，墻外的人就無法看到墻內人。10、開水不響，響水不開水沸騰之前，由于對

54、流，水內氣泡一邊上升，一邊上下振動，大部分氣泡在水內壓力下破裂，其破裂聲和振動聲又與容器產生共鳴，所以聲音很大。水沸騰后，上下等溫，氣泡體積增大，在浮力作用下一直升到水面才破裂開來，因而響聲比較小。11、豬八戒照鏡子-里外不是人根據平面鏡成像的規律，平面鏡所成的像大小相等，物像對稱，因此豬八戒看到的像和自已一模一樣，仍然是個豬像，自然就里外不是人了。12、水火不相容物質燃燒，必須達到著火點，由于水的比熱大，水與火接觸可大量吸 收熱量，至使著火物溫度降低；同時汽化后的水蒸氣包圍在燃燒的物體外面，使得物體不可能和空氣接觸，而沒有了空氣，燃燒就不能進行。13、洞中方一日，世上已千年根據愛因斯坦的相對

55、論，在接近光速的宇宙飛船中航行，時間的流逝會比地球上慢得多，在這個洞中生活幾天，則地球上已渡過了幾年，幾十年，甚至幾百年，幾千年。14、千里眼，順風耳人們利用電磁波傳送聲音和圖像信號，使古代神話中的千里眼，順風耳變為現實。并且人類的視野已遠遠超過了千里。15、坐地日行八萬里由于地球的半徑為6370千米，地球每轉一圈，其表面上的物體走的路程約為40003.6千米，約8萬里。這是毛澤東吟出的詩詞，它還科學的揭示了運動和靜止關系運動是絕對的，靜止總是相對參照物而言的。16、釜底抽薪液體沸騰有兩個條件：一是達到沸點，二是繼續吸熱。如果抽薪以后，便能制止液體沸騰。17、墻內開花墻外香由于分了在不停的做無

56、規則的運動，墻內的花香就會擴散到墻外。18、坐井觀天 所見甚少由于光沿直線傳播，由幾何作圖知識可知，青蛙的視野將很小。19、如坐針氈由壓強公式可知，當壓力一定時，如果受力面積越小，則壓強越大。人坐在這樣的氈子上就會感覺極不舒服。20、瑞雪照豐年下到地上的雪有許多松散的空隙，里面充滿著不流動的空氣，是熱的不良導體，當它覆蓋在農作物上時，可以很好的防止熱傳導和空氣對流，因此能起到保溫作用。21、霜前冷，雪后寒在深秋的夜晚，地面附近的空氣溫度驟然變冷（溫度低于0以下），空氣中的水蒸氣凝華成小冰晶，附著在地面上形成霜，所以有霜前冷的感覺。雪熔化時要需吸收熱量，使空氣的溫度降低，所以我們有雪后寒的感覺。22、一滴水可見太陽，一件事可見精神一滴水相當于一個凸透鏡，根據凸透鏡成像的規律，透過一滴水可以有太陽的像，小中見大。23、雞蛋碰石頭自不量力雞蛋碰石頭，雖然力的大小相同，但每個物體所能承受的壓強一定，超過這個限度，物體就可能被損壞。雞蛋能承受的壓強小，所以雞蛋將破裂。24、紙