内容正文:
专题06 内能的利用
【考点分析】
章节
考点
考试题型
难易度
内能的利用
热机
选择题、填空题
★★
热值
填空题、计算题
★★★
热效率
填空题、计算题
★★
【知识点总结+例题讲解】
一、热机:
1.内能的利用方式: 热传递 和 做功 ;
(1)利用内能来加热:从能的角度看,这是内能的 转移 过程;
(2)利用内能来做功:从能的角度看,这是内能 转化 为机械能。
2.热机是利用内能做功的机械:
常见热机:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等;
3.内燃机分为 汽油机 和 柴油机 两大类 ;
4.汽油机:
(1)汽油机的特点:
①汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气,
推动活塞做功,活塞移动带动曲轴转动;
②活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到
另一端的过程,叫做一个冲程;
③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保证连续工作;
(2)汽油机的四个冲程:
①吸气冲程:进气阀门打开,排气阀门关闭,活塞向下运动。(同时吸入汽油与空气)
②压缩冲程:进气阀门、排气阀门都关闭;活塞向上运动;机械能转化为 内能 。
③做功冲程:进气阀门、排气阀门都关闭;火花塞点火;汽油燃烧放热膨胀,推动活塞向下运动,对外做功;内能转化为 机械能 。(只有做功冲程对外做功)
④排气冲程:进气阀门关闭,排气阀门打开;活塞向上运动;排出废气。
一个工作循环,曲轴和飞轮转动 2 周,活塞往复 2 次( 4 冲程),对外做功 1 次。
5.柴油机的工作原理:
(1)柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程;
(2)在吸气冲程里,吸进气缸的只有空气;
(3)在压缩冲程中,活塞把空气的体积压缩得非常小,使得空气的温度很高;
(4)在压缩冲程结束的时候,气缸内空气的温度已经超过柴油的燃点,此时从喷油嘴喷出的雾状柴油,遇到热空气便立刻燃烧起来;
(5)柴油机工作过程中压强比较大,要求各有关零部件具有较高的结构强度,因此柴油机比较笨重。
6.柴油机和汽油机的区别:
①汽油机气缸顶部有火花塞,柴油机气缸顶部有喷油嘴;
②汽油机吸气冲程吸入的是汽油与空气的混合物,柴油机吸气冲程只吸入空气;
③汽油机点火方式为点燃式,柴油机点火方式压燃式;
④汽油机的效率低,柴油机效率高;
⑤汽油机机体较轻,柴油机机体较重。
【例题1】关于内燃机的下列说法中正确的是( )
A.汽油机顶部有喷油嘴
B.在柴油机的压缩冲程中,机械能转化为柴油和空气混合物的内能
C.进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.柴油机在吸气冲程中吸入柴油和空气
【变式1】下列所示的交通工具工作过程中使用热机的是( )
A.自行车 B.柴油车 C.电动自行车 D.皮筏艇
【例题2】如图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是( )
A.飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙乙甲
C.甲图中能量的转化是内能转化为机械能
D.乙图中汽缸内气体温度会下降
【变式2】如图所示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,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能
C.做功冲程中,具有很明显的机械能转化为内能的过程
D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量中很大部分
【例题3】某四冲程汽油机的转速是1500R/min,那么1min里,该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是( )
A.3000个,6000次 B.6000个,3000个
C.3000个,750次 D.750个,3000次
【变式3】一台内燃机的转速是1440转/分,那么在每秒钟内( )
A.转轴转动24转,燃气对活塞做功12次,活塞完成48个冲程
B.转轴转动1440转,燃气对活塞做功720次,活塞完成2880个冲程
C.转轴转动1440转,燃气对活塞做功1440次,活塞完成1440个冲程
D.转轴转动24转,燃气对活塞做功24次,活塞完成24个冲程
【例题4】与汽油机相比较,柴油机( )
A.气缸顶部无火花塞,吸入气缸的是空气,效率较高
B.气缸顶部无火花塞,吸入气缸的是柴油,效率较高
C.气缸顶部有火花塞,吸入气缸的是空气,效率较低
D.有火花塞,吸入气缸的是柴油和空气的混合燃料,效率高
【变式4】下列关于汽油机和柴油机的主要区别,说法正确的是( )
A.构造上,汽油机气缸顶部有喷油嘴,柴油机气缸顶部有火花塞
B.吸气冲程中,柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物,汽油机吸入汽缸的是空气
C.在压缩冲