内容正文:
热机 热机的效率 能量的转化和守恒
基础知识梳理
一、热机(11年5考)
1.定义:利用内能做功的机械。
2.内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
(1)工作原理:燃料在汽缸内燃烧,产生高温高压的燃气,把______能转化为____能;然后高温高压的燃气推动活塞做功,把____能转化为______能。
(2)分类:内燃机分为________和________两大类,它们分别用汽油和柴油作为燃料。
化学
内
内
机械
汽油机
柴油机
振幅
3
(3)四冲程汽油机各个冲程的特点
冲程 工作示意图 能量的转化(转移) 相应特点
______冲程 ①进气门打开,排气门关闭
②活塞向下运动,吸入汽油和空气的混合物(柴油机吸入空气)
吸气
振幅
4
冲程 工作示意图 能量的转化(转移) 相应特点
______冲程 机械能
内能 ①进气门、排气门都关闭
②活塞向____运动,压缩汽油和空气的混合物(柴油机压缩空气)
压缩
上
振幅
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冲程 工作示意图 能量的转化
(转移) 相应特点
______冲程 ____能
机械能 ①进气门、排气门都关闭
②活塞在高温高压的燃气作用下向____运动
③点火方式:点燃式——火花塞产生电火花引燃燃料(柴油机为压燃式——被压缩的高温气体引燃燃料)
做功
内
下
振幅
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冲程 工作示意图 能量的转化
(转移) 相应特点
______冲程 废气带走很
多内能 ①进气门关闭,排气门打开
②活塞向上运动将废气排出汽缸
排气
振幅
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二、燃料的热值(11年7考)
1.定义:某种燃料______燃烧放出的热量与其________________之比。(比值定义法)
2.单位符号:固体、液体燃料用_______;气体燃料用J/m3。
3.计算公式:(1)固体和液体:Q放=____;(2)气体:Q放=____。
注意 热值只与燃料的种类有关。
完全
质量(或体积)
J/kg
qm
qV
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三、热机的效率
1.概念:用来做________的那部分能量,与燃料__________放出的热量之比。
2.计算公式:(1)η=____(固体或液体);(2)η=____(气体)。
3.提高热机效率的途径:一是让燃料尽可能地__________;二是在设计和制造热机时,要不断改进和创新,以减少能量的损失;三是设法利用______的能量。
有用功
完全燃烧
充分燃烧
废气
振幅
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四、能量的转化和守恒(11年9考)
1.能量的转化:在一定条件下,各种形式的能量都可以相互______。
2.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式______为其他形式,或者从一个物体______到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量__________。
3.任何一部机器,只能使能量从一种形式转化为其他形式,而不能无中生有地制造能量。因此,根本不可能制造出________。
转化
转化
转移
保持不变
永动机
振幅
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强化训练
1.(RJ素材)(2022镇江模拟)下列表示四冲程汽油机处于排气冲程的是( )
A
2.(RJ素材)(2022怀化)如图1所示,在试管内装少量水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,塞子冲出。内燃机的四个冲程中与之原理相似的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
C
图1
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3.(RJ素材)图2是小球在地面弹跳的频闪照片。根据小球的运动情况可以得出小球在A点的机械能______在B点的机械能。小球在运动过程中“发热”,说明在小球运动的过程中,有一部分机械能转化为____能。
大于
图2
内
4.(RJ、YH素材)(2022长沙)如图3所示,在配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉,把活塞迅速压下去,看到的现象是______________。这是因为活塞压缩空气,使空气的内能______,温度升高,这一过程与内燃机工作的______冲程原理相同。
硝化棉燃烧起来
图3
增大
压缩
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5.(RJ素材)小明家有一些干木柴和一罐煤油,已知干木柴的热值为1.15×107 J/kg,煤油的热值为4.6×107 J/kg,如果完全燃烧这些干木柴跟完全燃烧这罐煤油放出的热量相等,则________(选填“干木柴”或“煤油”)的质量更大,干木柴与煤油的质量之比为______。事实上,干木柴与煤油______(选填“能”或“不能”)完全燃烧。
干木柴
4∶1
不能
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例1 汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作为发动机,如图1,是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的是( )
A.甲冲程是汽油机的压缩冲程
B.丙冲