第28讲 物体的内能-内燃机及效率-【暑假自学课】2023年新九年级科学暑假精品课

第28讲 物体的内能--内燃机及其效率 1. 内燃机及其冲程 2. 内燃机的效率 一.热机 1.定义：把内能转化为机械能的机械 2.常见的内燃机种类： （1）蒸汽机 （2）喷气式发动机 二.内燃机 1.定义：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。 2.常见的内燃机：汽油机和柴油机 3.汽油机工作原理：气缸吸入汽油和空气的混合物，经火花塞点火将内能转化为机械能，推动着活塞运动。 4.柴油机工作原理：气缸吸入空气，经喷油嘴把柴油喷进高温的气缸点燃，将内能转化为机械能，推动着活塞运动。 5. 内燃机的工作：对于内燃机的活塞上下运动我们把内燃机的工作分为四个冲程，作为一个工作循环，转两圈，做一次功，只有做功冲程是对外做功，其他冲程都是靠惯性完成 6. 内燃机的工作（以汽油机的图示为例） （1） 吸气冲程---进气门打开，排气门关闭，活塞向下，将空气吸入气缸（汽油机吸入的是汽油和空气的混合物） （2） 压缩冲程---进气门关闭，排气门关闭，活塞向上，压缩气缸里的气体（将机械能转化为内能） （3） 做功冲程---进气门关闭，排气门关闭，活塞向下，气缸里燃料燃烧（将内能转化为机械能，汽油机需要火花塞点火，柴油机压燃） （4） 排气冲程---进气门关闭，排气门打开，活塞向上，将气缸里的气体排出 7.汽油机与柴油机的区别： （1）缸内吸入的气体： 汽油机吸入的是空气与汽油的混合气体，柴油机吸入的是空气 （2）点火方式： 汽油机在压缩冲程结束通过火花塞电子打火点燃，柴油机是压缩冲程结束通过喷油嘴喷入柴油蒸气后直接压燃 （3）结构上： 汽油机的火花塞，柴油机有喷油嘴。 （4）效率上： 柴油机的效率高于汽油机 （5）体积上： 柴油机更大，功率也相对大些。 考点一：内燃机及其冲程 【例1】光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图，密闭气室中在光照下会分解，使气室气压增大，推动活塞右移，无光条件下发生逆反应；控制光照即可实现活塞往复运动。活塞右移过程相当于汽油机（ ）    A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 【例2】如图是四冲程汽车发动机某一冲程的示意图，下列说法正确的是（　　）    A．该冲程为排气冲程，废气带走的能量最少 B．该汽油机吸气冲程中吸入的只有空气 C．若汽油在气缸内完全燃烧，则发动机效率可达100% D．若汽油机飞轮的转速为1800r/min，则在1min内对外做功900次 考点二：内燃机效率 【例1】如图所示为户外分体式燃气炉，该燃气炉的功率为4500W（指气体燃料完全燃烧时燃气炉每秒放出4500J的热量）。某次野炊时，用该燃气炉将1L水从25℃加热到沸腾用时140s（标准大气压下），已知水的密度为1.0×103kg/m3，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，下列有关说法正确的是（　　） A．烧水过程中燃料的热值不断减小 B．使用过程中，燃气罐出气口的温度会升高 C．该过程中水吸收的热量为6.3×105J D．燃气炉烧水过程的效率是50% 【例2】汽油的热值为4.6×107J/kg。这个数值究竟有多大?我们可以通过一个具体例子来认识汽油热值的大小：一个50kg的中学生，从大厦的1楼步行至第11楼（走了10层楼），每层楼的层高为3m，如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和该中学生克服重力做的功相等，就可以算出所需汽油的质量mo。下列相关说法正确的是（　　） A．该中学生克服重力做了1.5×103J的功 B．汽油的热值与汽油燃烧的情况有关 C．汽油的热值为4.6×107J/kg，表示1kg 汽油燃烧放出的热量为4.6×107J D．通过计算可知 m0约为 0.33g 1．汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是（　　）    A．甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高 B．由乙图可知该汽油机的效率是30% C．汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值 D．为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措大大提高了燃料的热值 2．下列关于家用汽车的说法中，正确的是（　　） A．汽油机工作时，在做功冲程是将机械能转化为内能 B．燃料在气缸内燃烧得越充分，燃料的热值越大 C．乙醇汽油替代汽油作为燃料，可以节约石油资源 D．能量是守恒的，汽油机的效率可以达到100% 3．如图所示是武汉市的氢能源公交车。这种公交车不用加油、无需充电，3分钟“喝”满氢气，就能一口气跑上600公里，且全程零碳排放，连“滴”出来的水也能直接饮用。下列说法正确的是（    ）    A．氢能源公