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下面两幅图,都包含内能与机械能转化过程。
任务1:图甲中,热的水蒸气推动塞子冲出;图乙中,热气推动风车旋转;此时,甲、乙都把 内 能转化为 机械 能,揭示了 热机 的工作原理。
任务2:图甲中,推动塞子运动的是水蒸气, 蒸汽机 (选填“蒸汽机”或“内燃机”)的工作原理与其相同,它是最早的热机。
任务3:图乙中,推动风车转动的是蜡烛燃烧产生的热气, 内燃机 (选填“蒸汽机”或“内燃机”)的工作原理与其相同,它主要包括 汽油机 和 柴油机 。
如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图。
A B C D
E F
任务1:一个完整的工作循环顺序是 B、C、D、A 。
任务2:在吸气冲程中,汽油机吸入的物质是 空气和汽油的混合物 。
任务3:压缩冲程与演示实验的图 E 能量转化过程相同,都是把 机械 能转化为 内 能。做功冲程与演示实验的图 F 能量转化过程相同,都是把 内 能转化为 机械 能。
任务4:在做功冲程中,柴油机和汽油机的区别是汽油机用 火花塞 点火;柴油机用 喷油嘴喷油 。
任务5:四个冲程中,除图 D 外的三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。
结合所学知识,完成下列题目。
任务1:四幅图中的物体,都是 热机 ,它们都是把 内 能转化为 机械 能的工具。
任务2:这些物体在工作时,都需要消耗燃料,把燃料的 化学 能转化为 内 能。这个过程伴随着热量的散失、二氧化碳的排出、有毒气体的排出。汽车等交通工具中热量的散失会造成城市的 热岛 效应,二氧化碳的排出会造成 温室 效应。
下面是内燃机的能量流向图,结合所学知识回答下列问题。
任务1:在内燃机的能量损失中, 废气 带走的能量最多,其次是 冷却水 吸收的热量。
任务2:结合能量流向图,你认为下列提高热机效率的做法不可行的是( A )
A.尽量减少热机的工作时间
B.尽量使燃料充分燃烧
C.尽量减少废气带走的热量
D.尽量减少热机部件的摩擦
任务3:汽车在平直公路上匀速行驶9.2 km,消耗燃油1 kg,已知汽车的牵引力是2 000 N。(燃油的热值取4.6×107 J/kg)则汽车发动机的效率是多少?
解:汽车牵引力所做的功
W=Fs=2 000 N×9.2×103 m=1.84×107 J,
消耗的燃油完全燃烧放出的热量
Q放=mq=1 kg×4.6×107 J/kg=4.6×107 J,
汽车发动机的效率
η==×100%=40%。
1.火箭工作时,所发生的能量转化过程是( A )
A.化学能→内能→机械能
B.内能→化学能→机械能
C.化学能→机械能→内能
D.机械能→化学能→内能
2.下列交通工具中,动力设备不是热机的是( D )
A.远洋轮船 B.载重汽车
C.战斗机 D.电动摩托
解析:远洋轮船、载重汽车、战斗机工作时都要使用化石能源作燃料,都是使用热机工作的。电动摩托车工作时是通过电动机工作的,没有使用热机。故选D。
3.甲、乙两台柴油机,在相同的时间内,它们所做的有用功之比是6∶5,消耗柴油的质量之比是4∶3,那么它们的效率之比是( C )
A.8∶5 B.2∶5
C.9∶10 D.5∶2
4.热机的效率是热机性能的一个重要指标,下列关于热机效率的叙述正确的是( B )
A.在设计和制造上,要不断改进和革新,以减少各种能量损失,就有可能使热机的效率达到100%
B.两辆型号相同的小汽车,以相同的速度行驶相同的路程,耗油量小的那辆车效率高
C.使用热值大的燃料可以提高热机的效率
D.发动机的功率越大,热机的效率越高
解析:热机效率是有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的总能量之比,热机工作过程中存在各种形式的能量损失,故热机的效率不可能达到100%,故A错误;以相同的速度行驶相同的路程,由公式t=可知,其时间相等,而型号相同,故功率相同,由公式W=Pt可知,所做的有用功相同,从而可知,耗油量小的那辆车效率高,故B正确;热机要正确使用、注意保养,可以减小能量的损耗,故可提高效率,故C错误;热机做功越快,表示热机的功率越大,与效率无关,故D错误。故选B。
5.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌生的创意,比如:蒸汽机、汽轮机、汽油机和柴油机的发明。图甲是 汽油 机的剖面图,图甲的工作原理是图 丙 所示的过程。
6.温室效应会导致全球升温,温室气体中最主要的成分是 二氧化碳 ,试说出一个可以减少温室气体排放的实例 少乘坐私家车,多乘坐公交车 。
7.水的比热容为4.2×103 J/(kg· ℃),表示的物理意义是 1 kg的水温度升高(或降低