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1、第十四章 内能的利用节节练第1节 热机【本节知识点】1、 热机的共同特点：将燃料燃烧时的化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能；2、 内燃机的一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做工冲程、排气冲程。一个工作循环活塞往复运动两次，飞轮（或曲轴）转动两圈，对外做功一次；3、 汽油机和柴油机比较比较项目汽油机柴油机燃料汽油柴油构造有火花塞有喷油嘴吸气冲程汽油和空气的混合物空气压缩冲程机械能转化为内能做功冲程点燃式（内能转化为机械能）压燃式（内能转化为机械能）排气冲程效率20%30%30%45%应用汽车、飞机、摩托车、小型农业机械载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械【基础达标训练】1.汽
2、油机与柴油机有以下不同点:(1)吸气冲程, 汽油机吸入 , 柴油机吸入 。(2)在压缩冲程中,活塞能把燃料气体混合物的体积或空气的体积压缩得更小, 使气体压强更大, 温度更高, 做功更多,效率更高的是 。(3)汽油机和柴油机在构造上相比，汽油机顶部有一个_，柴油机顶部有一个_。(4)点火方式, 柴油机为 汽油机为 。2在汽油机的四个冲程中， 冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动。在这个过程中把 能转化为 能； 冲程燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，把 能转化为 能。3一台四冲程的汽油机每分钟完成300个冲程，则1 min完成_个工作循环，活塞来回_次，做_次功。4.如图是内燃机的
3、某一个冲程的工作情况，可以断定是（ ） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程5.在内燃机工作的过程中，四个冲程中发生内能和机械能相互转化的冲程是（ ）A、吸气冲程和压缩冲程 B、压缩冲程和做功冲程C、做功冲程和排气冲程 D、排气冲程和吸气冲程6.汽油机工作时，气缸内的温度最高的是（ ）A、吸气冲程结束时 B、做功冲程结束时C、压缩冲程结束、火花塞点火前的瞬间 D、压缩冲程结束、火花塞点火后的瞬间7.下面对内燃机的有关叙述, 错误的是 ( )A.内燃机是内能转化为机械能的装置 B.内燃机用水冷却，是因为水的比热容大C.它排出的废气无污染，是一种环保型的机器 D.内燃机靠产生的高
4、温高压气体做功【能力提高训练】8一台柴油机飞轮的转速为2400 r/min，则每秒做功的次数为（ ）A.10次 B.20次 C.30次 D.40次9.汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过 方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为水的 。 10柴油机在压缩冲程中，气缸内的空气温度、内能、体积和压强的变化情况是（ ）A、温度升高，内能增大，体积减小，压强变大 B、温度升高，内能增大，体积增大，压强变小C、温度降低，内能减小，体积减小，压强变大D、温度降低，内能减小，体
5、积增大，压强变小11. （江苏南京2013）如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是( )曲轴飞轮箱体图1713. 图17为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。（1）发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将 能转化为 能。（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示。排 量2.0 L输出功率120 kW转 速6 000 r/min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
6、称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。该发动机在1 s内做功 J，单缸排量V = L。在每个做功冲程里，发动机做功W = J。上止点下止点lFS汽缸活塞图18（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W = p V，式中 p表示燃气对活塞的压强，则 p= Pa。（1 L=10-3 m3） （4）图18为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式W = p V的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S、l或p表示）：设活塞的面积为 S，冲程长为 l，燃气对活塞的压强为 p，则燃气对活塞的压力F= ，燃气对活塞所做的功W= ，
7、又根据数学知识可知发动机的单缸排量V= ，故 W= p V。 【参考答案】基础达标训练：1、(1)汽油和空气的混合物 空气 (2) 柴油机 (3)火花塞 喷油嘴 (3)压燃式 点燃式 2、压缩 机械 内 做功 内 机械 3、75 150 75 4、D 5、B 6、D 7、C 能力提高训练：8、B 9、做功 比热容大 10、A 11、A 12、（1）内能 机械 （2） 1.2105J 0.5 600 （3）1.2106 （4）pS pSl Sl第2节 热机效率【本节知识点】1、燃料的热值的定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量的之比。热值是燃料的属性，只跟燃料的种类有关，跟燃料的质量和燃烧情况
8、无关。单位是焦/千克（J/kg）或焦/米3（J/m3）2、燃料燃烧的放热计算公式：或Q=qV3、热机效率：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。4、热机效率计算公式：5、热机对环境造成的污染主要是：大气污染；噪声污染。【基础达标训练】1.一瓶酒精倒掉一半，剩下的半瓶酒精的质量 、体积 、密度 、内能 、比热容 、热值 、凝固点 、沸点 。（选“变大”或“变小” “不变”）2.在燃料燃烧的过程中，燃料的 能转化为 能。燃料的燃烧是一种 变化。3.木炭热值为3.4107J/kg，表示 ，若完全燃烧0.5 kg木炭，则放出 的热量。4.生产中常用水来作为机器的冷却剂，这是因为水的
9、大；火箭的燃料要用液氢，这是因为液氢的 大。5.氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点氢气的热值为14.3107Jkg，完全燃烧15 kg的氢气可放出 J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值 (大于等于小于) 14.3107Jkg6天然气与煤相比,热学方面突出的优点是 _；环保方面突出的优点是_若要将2.5kg初温为20的水加热到80,至少需要燃烧 _m3 的液化气(液化气的热值是5107J/ m3 ) 7.对于燃料的热值, 下列说法中,属于正确理解的是：( )A、燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比；B、燃料的热值跟燃料的质量成正比；C、容易燃烧的燃料热值一定大。D、就某种确定的
10、燃料而言, 它的热值是一个确定的值, 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关；8.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )A、煤比干木柴含有的热量多一些 B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些 D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少9热机的热效率总小于1，下述原因中，错误的是（ ）A热机工作时排出的废气的温度还很高，要带走一部分热量 B热机的一些部件在运动时要克服摩擦做功C燃料燃烧时使热机温度升高，也要向周围散失一些热量 D许多热机设计和制造不够精良10热机的效率高是指 （ ）A热机温度高 B热机功率大C热机在单位时间为消耗燃料少 D燃料燃烧放出能量转化为机械
11、能百分比大11煤炭是一种重要能源。区别优劣煤质最科学的办法是检测下列哪个物理量（ ）A比热容 B密度 C热值 D内能【能力提高训练】12.（2013盐城）用煤气灶把2kg，初温为30的水烧到80，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2103J/(kg)，煤气的热值为4.2107J/kg，则水吸收的热量为J，煤气完全燃烧放出的热量为J，煤气灶烧水的效率为%13（2013南充）某中学为学生供应开水，用焦炭作为燃料，已知焦炭的热值是3107J/kg，现完全燃烧了4.2kg的焦炭，放出的热量 设该热量有25%被水吸收，能将 kg的水从25加热到100。已知C水=4.2107J/（kg）.14汽油机甲
12、的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ ）A甲做的有用功多 B完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多C甲比乙用的汽油少 D相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些15（2013 柳州）完全燃烧1kg柴油放出的热量能使多少质量的水温度升高20？已知柴油的热值是4.2107J/kg，水的比热容是4.2103J/（kg），假定放出的热量被水完全吸收（）A2kg B20kg C50kg D500kg16完全燃烧210 g某种燃料，放出6.3106J的热量，这种燃料的热值是多少？如果这些热量部分被水吸收，能使3 kg的水的温度从20升高到100。求加热效率是多大？17.小明家新安装了一台容
13、积为0.5m3的太阳能热水器，加满水后，经过4h阳光的照射，水温由原来的20升高到了40问：在这4h内水吸收了多少热量?若这些热量由效率为20的火炉燃烧焦炭来提供，则需要燃烧多少千克焦炭?焦炭的热值g3.0107J/kg18.（2013年兰州）已知煤气的热值为3.6107J/m3，0.28m3的煤气完全燃烧放出的热量是多少？若这些热量的50%被温度为20，质量为30kg的水吸收，则水温升高多少？c水=4.2103J/(kg)19、泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在 车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的平均阻力是3.0103 N，消耗燃油1.5103m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度0.8103kg/m3，热值q4107J/kg，求： （1）专用车牵引力所做的功;（2）燃
