3 热机-【帮课堂】九年级科学上册同步学与练（华师大版）

一、热机 1、热机：利用内能做功的机械叫热机。 （1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 （2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。 2、内燃机的工作原理： （1）内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 ①汽油机的工作过程 多数汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，这四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。四个冲程不断循环来保证连续工作，如图所示。 ②柴油机的工作过程 柴油机的一个工作循环有四个冲程，包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，将空气吸进汽缸 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，汽缸容积变小，空气被压缩，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，汽缸内空气的温度已达到柴油的着火点。此过程将机械能转化为内能 在压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到高温高压的空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。此过程将内能转化为机械能 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸 一个工作循环，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，完成四个冲程，对外做功一次，除做功冲程外，其他冲程靠飞轮的惯性来完成 柴油机工作过程中的能量转化 压缩冲程∶机械能转化为内能 做功冲程∶内能转化为机械能 （2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。 （3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。 （4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。 3、柴油机与汽油机的对比 热机 对比 汽油机 柴油机 不同结构 火花塞 喷油嘴 点火方式 点燃式 压燃式 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 吸入空气 压缩冲程 压缩程度小，汽缸内温度没有达到汽油燃点 压缩程度大，汽缸内温度达到柴油燃点 做功冲程 火花塞产生电火花，点燃汽油 喷油嘴喷入柴油，柴油燃烧 燃烧程度 燃料燃烧不充分 燃料燃烧比较充分 排气冲程 排出尾气 特点与应用 轻巧但输出功率小，热效率低，主要应用于摩托车、轿车等 笨重但输出功率大，热效率高，主要应用于载重汽车、拖拉机、轮船等 二、热机效率 1、热值：1kg（或1m3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。 （1）热值单位：J/kg 或J/ m3 （2）公式：Q＝qm 或Q＝qV（q为热值）。 【重点提示】 热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少等无关。不同燃料的热值一般不同。热值在数值上等于1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值反映了燃料在燃烧过程中，将化学能转化为内能的本领的大小。 2、热机效率：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。 （1）公式：； （2）提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。 ①热机的能量流向图 燃料很难完全燃烧，释放的热量也没有全部用来做有用功，损失了大部分，在各种能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。 ②汽车机械效率和炉具效率的求解方法 求热机的效率：发动机的牵引力做功消耗的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。 求汽车的机械效率：W有= Fs=fs或W有= Pt（F 是牵引力，f是阻力，s是汽车行驶的距离，P是汽车发动机功率，t是行驶时间）， Q总= mq。 求炉具烧水的效率：水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比 ，其中Q吸=cm水△t，Q总=m燃q。 ③提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；利用废气的能量；保证良好润滑，减少摩擦；改进热机，减少各种能量的损失。 1、汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（　　） A． B． C． D． 2、下列关于热机效率的说法中正确的是（　　） A．蒸汽机的效率比内燃机高 B．热机的功率越大，它的效率也一定越高 C．用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率 D．用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率 3、关于图所示的热现象，说法正确的是（　　） A．图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能 B．图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能 C．图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能 D．图丁中能量转化与汽油机做功冲程能量转化都是机械能转化为内能