第十四章 内能的利用-2021年湖北省武汉市九年级物理元月调研考试考点解析

第十四章 内能的利用 1.热机 考点 内能利用 酒精燃烧，化学能转化为内能，通过热传递的方式使水的内能增加，产生的水蒸气 推动瓶塞做功，内能减小，同时管口出现白气，实现内能转化为机械能。 一、热机 热机是指把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置。热机的种类很多，例如蒸汽机、 内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 1.内燃机的种类：汽油机、柴油机 2.汽油机的构造 二、汽油机的工作过程 1.一个冲程：活塞从汽缸一端运动到另一端 2.工作过程：汽油机的工作过程是循环的，一个循环有四个冲程。包括：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。此过程中，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能 做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。高温燃气的内能转化为机械能能。 排气冲程：进气门保持关闭排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。 四个冲程中只有做功冲程是高温高压的燃气推动活塞做功（主动），其余的冲程是依靠飞轮（曲轴）的惯性完成（被动） 小结：一个工作循环有4个冲程，活塞往复2次，飞轮转动2周，对外做功1次。 判断冲程的方法：先看气门的开闭情况，再看活塞的运动方向。 三柴油机的工作过程及汽、柴油机的异同 例1：如图所示是四冲程汽油机工作时某个冲程的示意图，下列说法正确的是（ ） A.该冲程是排气冲程 B.该冲程汽缸内的物质只有空气 C.该冲程中机械能转化为内能 D.该冲程汽缸内物质的内能在减小 【答案】C 【解析】 A、由图知，汽油机的两气门都关闭，活塞上行，汽缸的容积变小，是压缩冲程；故A错误； B、汽油机在吸气时，吸入的是汽油和空气的混合物，所以该冲程汽缸内的物质是汽油和空气的混合物，故B错误； C、汽油机在压缩冲程中，压缩混合气体做功，将机械能转化为内能，混合气体的温度升高、内能增加，故C正确； D、汽油机在压缩冲程中，是通过做功的方式改变物体的内能，使得气体的内能增加，故D错误。 故选：C。 例2：下图是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述错误的是( ) A.吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸 B.压缩冲程中，具有明显的机械能转化为内能的过程 C.做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能 D.排气冲程中，废气被排出汽缸 【答案】C 【解析】 A、汽油机在吸气冲程中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸，故A正确； B、在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，此过程是机械能转化为内能的过程，故B正确； C、在做功冲程中，燃料燃烧释放的内能大部分需要克服摩擦、发生热传递而散失，只有一少部分转化为机械能，故C错误； D、在排气冲程中，进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，故D正确。 故选：C。 例3：如图所示是汽油机工作时的四个冲程，其中说法正确的是（　　） A．按一个工作循环其正确排列顺序是：丁乙丙甲 B．甲冲程中的能量转换过程为内能转换为机械能 C．使用热值更高的燃料可提高热机的工作效率 D．丁冲程中活塞向下运动气缸内压强变小，大气压将汽油与空气混合物压入气缸 【答案】D 【解析】 A、丁图进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；甲图两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程；丙图两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程；乙图排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；故正确次序是丁甲丙乙，故A错误； B、据上面的可知，甲图是压缩冲程，即机械能转化为内能，故B错误； C、热值是燃料本身的一种属性，与热机的效率是无关的，故C错误； D、据课本可知，丁图是吸气冲程，故活塞向下运动气缸内压强变小，大气压将汽油与空气混合物压入气缸，故D正确； 故选：D。 例4：以汽油为燃料的四冲程内燃机，转速为1800r/min。如图所示是它的一个工作冲程。下列关于该汽油机的说法错误的是（　　） A．图示冲程是通过做功的方式增加汽缸内混合气体的内能 B．汽油机每秒完成60个冲程，做功30次 C．在内燃机损失的热量中，废气带走的热量最多 D．汽油在汽缸中燃烧时，汽油的质量减少，热值不变 【答案】B 【解析】 A、由图可知，此时排气门、进气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，汽缸内混合气体的内能增加，故A正确； B、由题知，四冲程汽油机的飞轮转速是1800r/min=30r/s，即每秒钟飞轮转30圈；因飞轮每转2圈，完成1个工作循环并对外做功1次，所以该汽油机每秒完成15个工作循环