13.3内燃机-2022-2023学年九年级物理全一册典中点·课时夺冠（沪科版）

沪科版九年级 第十三章《内能与热机》 13.3内燃机 【知识梳理】 一、内燃机 1、定义：把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置叫做热机。 2、原理：燃料燃烧释放化学能产生高温高压气体，推动活塞对外做功转化成机械能。 3、种类：热机的种类有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。其中燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。根据燃料的不同分为汽油机和柴油机。 二、汽油机与柴油机 1、根据活塞的运动特点及作用不同，将冲程分为四种。 ①吸气冲程：进气阀开启，排气阀关闭。活塞依靠惯性向下运动，吸入汽油与空气的混合物。 ②压缩冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。活塞依靠惯性向上运动，压缩内部气体，对气体做功，使气体温度升高。 ③做功冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。在压缩冲程末，做功冲程初火花塞点火，内部气体燃烧产生高温高压气体。高温高压气体对活塞做功，使活塞向下运动，进而实现对外做功。 ④排气冲程：进气阀关闭，排气阀打开。活塞依靠惯性向上运动，排出内部高温气体。（然后进入吸气冲程） 2、比例关系 1个工作循环要经历四个冲程，活塞往复运动2次，曲轴要转2圈，对外做功1次 3、柴油机与汽油机的异同 在记忆柴油机与汽油机区别时，注意从结构特点出发进行记忆。 例：火花塞（点火）→点燃式→吸入空气汽油混合物 喷油嘴（不点火）→压燃式→只吸入空气 机种 项目 汽油机 柴油机 构造 气缸顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 点燃方式 点燃式 压燃式 工作过程 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合物 只吸入空气 压缩冲程 燃料被压缩后，缸内压强较高 空气被压缩后，缸内压强很高 做功冲程 压缩冲程末火花塞点火 压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油 效率 20%—30% 30%—45% 用途 轻巧、体积小，常用于小型汽车、飞机和小型农业器械 笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克 【易错点】 热机是利用内能来做功的机器，工作过程有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在内燃机冲程分析时，由于图片相似，往往给同学们造成判断的的困难。 【规律总结】 内燃机四冲程的简要判断方法是：一看进气阀排气阀开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。活塞向下运动，若进气阀打开、排气阀关闭为吸气冲程（一般在进气阀处标有吸入气体的方向指示箭头）；活塞向下运动，若两气阀关闭（且图片上方中常有火花塞点火或喷油嘴喷油标志）为做功冲程；活塞向上运动，若两气阀关闭为压缩冲程；活塞向上运动，若进气阀关闭、排气阀打开（一般在排气阀处有排出气体的方向指示箭头）为排气冲程。 做功和热传递都可以使得物体内能改变，做功与热传递在改变内能效果上是一致的。当物体内能发生改变时，有可能是做功造成的，有可能是热传递造成的。 【典例分析】 （2022·湖南邵阳·中考真题）图是四冲程汽油机其中一个冲程的工作示意图，它表示的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【答案】C 【解析】如图所示，进气阀排气阀都关闭，活塞向下运动，火花塞处有火花，是做功冲程，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 【思路小结】 内燃机四冲程的简要判断方法是：一看气阀开闭情况，二看指示标志，三看活塞运动方向。本图中，进气阀和排气阀关闭，活塞上行，因此是压缩冲程。此时活塞压缩缸内气体，对气体做功，使气体内能增大，能量转化为机械能转化为内能。 【夺冠训练】 一、单选题 1．（2022·广西来宾·九年级期末）下列四种设备中，其中利用内能转化为机械能实现对外做功的是（　　） A．洗衣机 B．电视机 C．收音机 D．柴油机 【答案】D 【解析】A．洗衣机工作过程中将电能转化为机械能，故A不符合题意； B．电视机工作过程中将电能转化为光能和声能，故B不符合题意； C．收音机工作过程中将电能转化为机械能，故C不符合题意； D．柴油机工作过程中柴油燃烧释放的内能转化为机械能，从而实现对外做功，故D符合题意。 故选D。 2．（2022·广西南宁·九年级期末）如图所示四个图分别是汽油机的四个冲程，其中压缩冲程是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】A．进气阀开启，活塞下行，气体流入汽缸，是吸气冲程，故A不符合题意； B．两气阀都关闭，火花塞点火，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，故B不符合题意； C．两气阀都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，故C符合题意； D．排气阀开启，活塞上行，气体流出汽缸，是排气冲程，故D不符合题意。 故选C。 3．（2022·江苏镇江·九年级期末）如图所示，机械能与内能相互转化的事例中，与图中内燃机工作冲程相同的是（　　） A．瓶塞飞出 B．弯折铁丝 C．压缩气体 D．钻木取火 【答案】