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1、麟子教育麟子教育第第 14 章章 内能的利用内能的利用第第 1 节节 热机热机1热机(1)定义：利用_做功的机械，也就是将_转化为_(2)内燃机：燃料直接在发动机_内燃烧产生动力的热机(3)内燃机分为_和_两大类，它们分别以_和_作为燃料2汽油机和柴油机(1)一个冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从_运动到_(2)一个工作循环：_冲程、_冲程、_冲程和_冲程每一个工作循环活塞往复运动_次，曲轴转动_周，对外做功_次(3)工作特点：项目冲程进气门排气门活塞能量转化吸气冲程_关闭上下压缩冲程关闭关闭_转化为_做功冲程关闭关闭_转化为_排气冲程_下上(4)构造上的主要区别：汽油机气缸顶部有_，柴油机气缸
2、顶部有_(5)在吸气冲程中的不同点：汽油机吸入气缸里的是_，柴油机吸入气缸里的是_3热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是( )A汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸C四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程D在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能4摩托车上的热机工作时提供动力的是( )A吸气冲程 B压缩冲程C做功冲程 D排气冲程要点 1 内燃机工作过程中能量的转化例 1：下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况关于对图中的补充
3、正确的是( )A做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机械能转化为内能B压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机械能转化为内能C压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能D做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能点拨：内燃机是由吸气、压缩、做功、排气不断循环来保证连续完成的压缩冲程中，活塞压缩汽缸内的气体，使气体内能增大，将机械能转化为内能；做功冲程中，燃料燃烧产生高温高压的燃气推动活塞运动，将内能转化为机械能重要提示：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，做功冲程是将内能转化为机械能，压缩冲程将机械能转化为内能【触类旁通】1四冲程汽油机在工作过程中，
4、将燃气的内能转化为机械能的冲程是( )A吸气冲程 B压缩冲程C做功冲程 D排气冲程2有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是( )A工作中只有做功冲程把内能转化为机械能B工作中压缩冲程是把内能转化为机械能C工作开始时要靠外力启动D每一个工作循环，燃气只做功一次要点 2 内燃机的四个冲程例 2：如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是( )ABCD点拨：判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向，具体情况如表所示：冲程进气门排气门活塞运动方向吸气冲程打开关闭向下运动压缩冲程关闭关闭向上运动做功冲程关闭关闭向下运动排气冲程关闭打开向上运动重要提示：判断内燃机的冲程时，一要看进气阀
5、、排气阀的开闭状态，二要看活塞的运动方向，在此基础上综合分析判断冲程可用口诀：“先看气门开关情，再看活塞上下行；开下吸气开上排，关上压缩关下功” ；其中，气门都关闭谓之关，只有一个气门打开谓之开【触类旁通】3汽车已走进很多现代家庭，如图为四冲程汽油机汽缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是( )甲乙丙丁A乙甲丙丁 B甲丁乙丙C丙乙甲丁 D丙丁甲乙有关内燃机的综合计算例 3：有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)转速表
6、示每分钟曲轴或飞轮所转的周数.排 量2.0 L输出功率120 kW转 速6000 r/min(1)该发动机在 1 s 内做功_J，单缸排量 V_L(1 L103 m3)(2)在每个做功冲程里，发动机做功 W_J.(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为 WpV，式中 p 表示燃气对活塞的压强，则 p_Pa.解析：(1)发动机在 1 s 内做功：WPt1.2105 W1 s1.2105 J；四个气缸工作容积的总和为 2.0 L，则单缸排量：V2.0 L/40.5 L；(2)1 s 内飞轮所转的周数为 6000 r/60100 r，四缸每转 2 圈对外做功 4 次，每转 1 圈做功 2 次，
7、因此 1 秒做功 200 次，在每个做功冲程里，发动机做功：W01.2105 J/200600 J；(3)由燃气对活塞所做的功可表示为 WpV 可知，燃气对活塞的压强：pW0/V600 J/(0.5103 m3)1.2106 Pa.答案：(1)1.2105 0.5 (2)600 (3)1.2106方法技巧 本题综合考查了功和压强的计算，计算到每一个冲程，关键要熟悉计算功的公式WPt 以及内燃机的工作原理在内燃机的一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次1如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是( )A.自行车 B.轮船C.卡车 D.飞机2关于四冲程汽油机的工作过程有
8、以下几种说法：在压缩冲程中，是机械能转化为内能；在做功冲程中，是内能转化为机械能；只有做功冲程是燃气对外做功；汽油机和柴油机的点火方式相同以上说法中正确的是( )A只有 B只有C只有 D图 14113如图 1411 所示是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是( ) A压缩冲程，将内能转化为机械能B压缩冲程，将机械能转化为内能C做功冲程，将内能转化为机械能D做功冲程，将机械能转化为内能4从原理的发现到实际的应用，往往要解决许多技术上的难题汽油机只有在做功冲程中燃气才给活塞一个动力，但汽油机却可以连续工作，其中关键部件是( )A火花塞 B连杆C曲轴和飞轮 D进气门和排气门图 14125如图 14
9、12 所示是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是( )A烤火取暖B搓手取暖C向手“呵气”取暖D用热水袋取暖6汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的( )A压强增大，温度降低 B压强减小，温度升高C压强增大，温度升高 D压强减小，温度降低7一个单缸四冲程柴油机转 1800 r/min，则每秒钟燃气做功_次，曲轴每秒转动_转；活塞往复运动_次；吸气、压缩、排气冲程靠_完成8如图 1413 甲向下迅速压活塞，对空气_，使得空气_增大，温度升高，四冲程汽油机工作过程中的_冲程与上述能量转化过程相同如图乙试管内的水蒸气将塞子推出的过程中，水蒸气对塞子_，内能转化为塞子的_，温度_，
10、四冲程汽油机工作过程中的_冲程与上述能量转化过程相同甲乙图 14139汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图 1414 是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是( )甲乙丙丁图 1414A甲冲程是把机械能转化为内能B乙冲程是把内能转化为机械能C丙冲程是把机械能转化为内能D丁冲程是把内能转化为机械能10如图 1415 所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按钮你观察到的现象是_图中情景演示的是“四冲程”汽油机工作过程中的_冲程，这个情景中
11、_能转化为_能图 141511某四冲程柴油机，汽缸横截面积为 50 cm2，活塞行程为 100 mm，做功冲程燃气的平均压强为 7105 Pa.求：(1)一次做功冲程中气体做功多少？(2)若曲轴转速为 1200 r/min，这台柴油机的功率是多少？题型 1 根据能量的输出判断机器的种类1某机器的能量流向图如图 1416 所示，据此推测该机器可能是( )图 1416A热机 B电动机 C发电机 D电热水器题型 2 考查热机的冲程及能量的转化2在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是_冲程如图 1417 所示汽油机正在进行的是_冲程图 1417图 14183如图 1418 所示是四冲程汽油机工作状
12、态示意图，下列说法正确的是( )A该图表示的是压缩冲程B该冲程是内能转化为机械能的过程C该冲程中气缸内气体分子运动剧烈程度减弱D该冲程中主要是通过热传递的方式改变气缸内物质的内能第第 2 节节 热机的效率热机的效率1燃料的热值(1)定义：某种燃料_放出的热量与其_之比，用字母 q 表示(2)大小：热值在数值上等于_的某种燃料_燃烧放出的热量(3)单位：_，符号_(4)燃料完全燃烧放出热量的计算公式：_.2热机的效率(1)定义：用来做_的那部分能量，与燃料_放出的能量之比(2)公式：_，热机效率总_1.(3)提高措施：设法利用_的能量是提高燃料利用率的重要措施3烧开同样一壶水，完全燃烧的干木柴与
13、完全燃烧的无烟煤质量不同，是因为干木柴和无烟煤具有不同的( )A热值 B比热容 C内能 D热量4氢气的热值为 1.4108 J/kg，完全燃烧 0.1 kg 氢气可以放出_J 的热量要点 1 热值例 1：关于燃料的热值下列说法正确的是( )A燃料的热值与燃料的燃烧情况有关B容易燃烧的燃料的热值一定大C煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多D0.5 kg 煤油和 1.5 kg 煤油的热值一样大重要提示：热值是物质本身的一种特性，它表示燃料完全燃烧的放热本领热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、体积和是否完全燃烧没有关系燃料完全燃烧释放的热量可通过公式 Qqm 计算，气体燃料的热值单位是焦每立方米(J/m3)，气体燃料完全燃烧放出热量的计算公式为 QqV.【触类旁通】1有关燃料燃烧及燃料的热值，下面说法正确的是( )A燃料燃烧的过程中内能转化为化学能B燃料的热值越大，燃烧过程中放出的热量越多C燃料的热值与燃料的燃烧情况有关D以上说法均不正确2一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为 6.6106 J，这些能量相当于完全燃烧0.55 kg 的干木柴才能得到则干木柴的热值为_，如果用掉一半后，干木柴的热值将变为_要点 2 热机效率例 2：用煤气灶把 2 kg，初温为 30 的水烧到 80 ，消耗了
