热机、热机效率

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1、学员编号：年级：九年级课时数：3学员姓名：辅导科目：物理学科教师：学科组长签名及日期教务长签名及日期课题热机、内燃机、热机效率授课时间：备课时间：2015年02月26日教学目标1. 内能利用的两种方式，知道热机中能的转化2. 了解内燃机的基本构造和工作原理，常识性了解汽油机与柴油机工作过程中能量的转化。3. 热机效率的计算，能的保护与利用意识重点、难点1.热机中能的转化2内燃机四个冲程能量的转化3.热机效率的计算与提高的途径考点及考试要求1四个冲程能量转换。填空题、选择题。2.热机效率计算题。教学内容知识点1 ：热机、内燃机1、热机定义：热机是通过燃料燃烧获取内能，利用内能来做功，把内能转化为

2、机械能的机器。改变物体内能的方式：热传递、做功。热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、火箭发动机、喷气发动机等举例：煮饭、取暖、工厂的热处理、吹制玻璃工艺品等上面的例子有一个共冋特点，都是直接利用内能转移来加热物体的，这是利用内能的一种方式不利方面：能源浪费大，污染环境，应提高内能的利用率。2、内燃机：最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。1.汽油机用汽油作燃料的内燃机（1）构造（出示模型或挂图。边指示边讲解）。讲气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称 的同时，介绍各部分的功能）内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一

3、个冲稈。四冲稈内燃机包括四个冲稈：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在单缸四冲稈内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲稈为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上 下往复2次，做功1次。在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（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。压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。 汽油机工作过程：哦气冲程；进气门打开.排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空代的混合物逬人汽缸.压缩冲程:遊气门和排气门都关闭，牯靈向上运动，爐料混合物被压细*槪功冲程:在压缩冲穆结東时，火花塞产生电火轮.使燃料猛烈燃烧，产生高温

4、爲压的气体”岛温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动*对外做功.排气冲程二进气门黄两，排气门打开，活需向上运动,把废气排岀气缸” 柴油机工作过程：3、汽油机和柴油机的比较： 汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。 汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。 汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。 柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。 汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。知识点2：热机效率1影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效 利用。

5、有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）以较强的气流，将煤粉在 炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。2. 热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。公式:n Q有用总由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。3提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑，减小摩擦。 在热机的各种能量损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。常见

6、热机的效率：蒸汽机6%15%、汽油机20%30%、柴油机30%45% 内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。4如何提高热机效率的效率？让燃料尽可能充分燃烧，减小内能损失，运动部件润滑良好。5. 内能对环境的影响。（1）废气污染（CO、SO2、酸雨），（2）噪声污染。6. 保护环境，减小污染措施。（1）改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。（2）提高内能的综合利用率。把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。（3）充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。例1.（10山东烟台）如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于

7、做功冲程的是（）ABC04题图例2.（10上海）四冲程汽油机在工作过程中，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.排气冲程例3. （10湖北宜昌）摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是（）A. 吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程例4. （10湖南湘潭）右图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）C.做功冲程，将内能转化 成机械能A压缩冲程，将化学能转化成内能B压缩冲程，将机械能转化成内能D.做功冲程，将机械能转化成内能例5. （10江西南昌）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 对图中的补充正确的是（）排气

8、冲程吸气冲程匚二A. 做功冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程压缩冲程做功冲程压缩冲程内能转化为机械能内能转化为机械能机械能转化为内能 机械能转化为内能机械能转化为内能内能转化为机械能D.压缩冲程机械能转化为内能做功冲程内能转化为机械能同步练习：1. （2009莆田）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2. （2009湖南衡阳）我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的.关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（）A.将废气排出缸外B.完成对外做功C.吸进汽油和空气的混合物D.压缩燃料和空气的混合物3. （2009贵州

9、黔东南州）下列现象中，通过做功改变物体内能的是（）A.石头被太阳晒热B.用锤子敲打钢板，锤子和钢板都会变热C.冬天，暖气使房间变暖D.单缸四冲程汽油机的排气冲程学科4. （2009四川成都）下列过程中，将内能转化为机械能的是（）A.汽油机的压缩冲程B.水蒸气顶起水壶盖的过程C.小孩沿滑梯下滑的过程D.流星在大气层中穿行的过程5. （2009山东平原）关于热机，下列说法错误的是（）A. 热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B. 在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率C. 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大D. 在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能6. （2

10、009芜湖）下列说法中，正确的是（）A. 柴油机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内气体的内能B. 汽车发动机用水做冷却剂，主要是利用水密度大的特点C. 电动车的核心部件电动机属于热机的一种D. 液化气是用加压的方法使气体液化后存人储气罐的7. 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.工作开始时要靠外力启动C.工作中压缩冲程是把内能转化为机械能D.每一个工作循环，燃气只做功一次8. 甲、乙两汽车，甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高，这表明（）A.甲做功比乙多B.甲做功比乙快C.甲消耗的汽油比乙少 D.以相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油比乙少9

11、. 关于燃料和热值，以下说法正确的是（）A. 燃料热值与燃料的质量无关B. 容易燃烧的燃料，热值一定大C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多D. 为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料二、填空题5. 用打气筒给自行车轮胎打气时，气筒壁温度会 （填“升高”或“降低”），这是由于压缩空气 使气筒内气体内能增加的缘故。6. （10江苏连云港）小汽车已经进入千家万户。作为汽车发动机的汽油机，一个工作循环是由四个冲程组成的。在压缩冲程中，能转化为能。7. （10辽宁沈阳）如图所示，点燃蜡烛会使它上方的扇叶旋转起来。这是因为蜡烛的火焰使附近空气的温度升高，体积膨胀，空

12、气的密度变，所以热空气 （填“上升”或“下降”）形成气流，气流流过扇叶时，带动扇叶转起来。& （10广东茂名）汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机白冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0. 2 kg，这些汽油完全燃烧放出J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过的方式使水的内能增加。（汽油的热值为4. 6X107J/kg）o9. （10江苏常州）汽油机的一个工作循环是由个冲程组成，其中对外做功次.在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过的方式增加内能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过的方式减少汽缸

13、内能.用水来冷却汽缸是因为水的较大.10. （10江苏苏州）右图展示的是火箭发射时的壮观情最火箭发射升空时，燃料通过燃烧将能转化为燃气的内能，燃气对火箭做功，又将内能转化为火箭的能.热机效率7题图E题图10题图11. （10四川成都）（多选）如图所示为小艳家新买的一辆小汽车。周末，爸爸开车带着小艳出去游玩，途中，这辆汽车在lh的时间内，在水平路面上匀速行驶了 72 km,消耗汽油6 kg。若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功 率）为23 kW,汽车（包括车上的人和物品）质量为1. 5 t汽油的热值为4. 6X107J/kg, g=10 N / kg。则关于上 述l h的行驶过程，下列分析正确

14、的是（）A.该汽车对路面的压力大于1. 5X104 NB.该汽车克服阻力做的功是2. 3X104JC.该汽车的牵引力是1.15X103 ND.该汽车发动机的效率是30%12. （10湖北黄冈）如图所示是道路维修时常用的路面钻机（俗称“啄木鸟”），该机械利用压缩气体推动活塞将钻头打入路面气体推动活塞时是将能转化为能；钻头制成锥形是为了; “啄木鸟”中用到了柴油机，若其机械效率是40%，则完全燃烧50 kg柴油对外做的有用功是J（柴油的热值是4.3X107J/kg）.13. （2009辽宁沈阳）现代社会中汽车是一种重要的交通工具，很多汽车使用的发动机是四冲程汽油机，在它工作的过程中，冲程将内能转化为机械能。14. （2009广西来宾）四冲程内燃机的四个冲程依次是：吸气冲程、冲程、做功冲程、排气冲程，其中内能转化为机械能的是冲程。15. （ 2009广西玉林、防城港）热机是把能转化为机械能的机器，电动机是把能转化为机械能的机器。16、 一根铁棒很难压缩是因为分子间存在，又很难被拉长是因为分子间存在着。17、 固体、液体、气体分子间的距离，从小到大排列的顺序一般是，分子间的作用力从小到大排列的顺序一般是18、 冬天，双手反复摩擦，手会感到暖和；用嘴对着双手“呵气”，手也会感到暖和。前者是利 方式增加了手的内能，后者是利用方式增加了手的内能。19、 两个铁块的质量之比为4：1,升高的温度之