重难点06 内能的利用-2022年中考物理【热点•重点•难点】专练

专项二 热学 重难点06 内能的利用 【重点知识梳理】 6.1单缸四冲程汽油机的工作循环 单缸四冲程内燃机的四个冲程 冲程名称 进气门 排气门 能量转化 能量来源 备注 吸气冲程 开 闭 飞轮转动的惯性 1个工作循环，飞轮转动2周，经历4个冲程，对外做功1次。 压缩冲程 闭 闭 机械能转化为内能 飞轮转动的惯性 做功冲程 闭 闭 内能转化为机械能 燃料燃烧释放的内能 排气冲程 闭 开 飞轮转动的惯性 汽油机与柴油机的区别 比较项目 结构 点火方式 吸气冲程吸入的物质 燃料 热机效率 应用 汽油机 顶部有火花塞 点燃式 空气和汽油 汽油 26-40% 轿车等较轻便的机械 柴油机 顶部有喷油嘴 压燃式 空气 柴油 34-45% 轮船等较笨重的机械 6.2热机的效率 1.热机效率：热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比。其值一定小于1。 公式：η=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt计算有用功；用Q放=mq或Q放=vq计算Q放。 2.提高热机效率的一些途径：①让燃料燃烧更充分；②减轻热机的质量；③较少热机各部件之间的摩擦；④废气再利用等。 6.3能量守恒定律 能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 【难点知识突破】 6.1根据汽油机的转速计算单位时间内的做功、冲程数 因为1个工作循环，飞轮转动2圈，经历4个冲程，对外做功1次。所以根据转速计算单位时间内的做功、冲程数时，关键看单位时间内飞轮转动的转数。设飞轮的转速为NR/min,则它等于。 即1s内飞轮转过N/60转，所以做功冲程数为N/120；冲程数为N/30。（即做功次数等于转数的一半，冲程数等于转数的2倍） 【例题分析】 【例1】（2021黑龙江）如果汽油机飞轮转速是2400r/min，则该汽油机每秒完成______个冲程，对外做功______次。 【答案】80 20 【解析】汽油机飞轮转速是2400r/min，则每秒钟飞轮转的转数为：n= r=40r。飞轮转1转对应的是两个冲程，所以40r对应着是80个冲程。一个工作循环飞轮转2转，飞轮转40转是20个工作循环，一个工作循环对外做功一次，则20个工作循环对外做功20次。 6.2热机效率的计算 计算公式：η=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt计算有用功；用Q放=mq计算Q放。注意各量的单位的统一。质量一定要用kg为单位；路程用m为单位；功率用W为单位；t用s为单位。若果q的单位是J/m3,则Q放=vq。 【例题分析】 【例2】(2020苏州19)某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是　 　J．热水器烧水的效率是　 　。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4×107J/m3] 【答案】4.2×106 50% 【解析】水吸收的热量：Q吸＝cm（t﹣t0）＝4.2×103J/（kg•℃）×20kg×（60℃﹣10℃）＝4.2×106J。 煤气完全燃烧放出的热量：Q放＝qV＝4×107J/m3×0.21m3＝8.4×106J。 热水器烧水的效率：η= ×100%= ×100%=50%。 【例3】某家用轿车，重1.5×104N,当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08。求在此过程中：（1）车通过的路程；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。（q油=4.6×107J/kg） 【答案】（1）36km （2）2.4×104W （3）31.3% 【解析】（1）车通过的路程：S=Vt=72km/h×0.5h=36km。 （2）因为汽车匀速直线行驶，所以牵引力与阻力相等。F=f=0.08G=0.08×1.5×104N=1.2×103N。 牵引力做功的功率：P=FV=1.2×103N×20m/s=2.4×104W。 （3）牵引力所做的功：W=FS=1.2×103N×3.6×104m=4.32×107J；汽油完全燃烧放出的热量： Q放=mq油=3kg×4.6×107J/kg=1.38×108J；汽车发动机的效率：η= ×100% = ×100% ≈ 31.3%。 【答案】（1）车通过的路程36km； （2）牵引力做功的功率2.4×104W； （3）汽车发动机的效率31.3%。 【巩固练习】 1.（2021怀化）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲