内容正文:
第十四章 内能的利用
第2节 热机
知识梳理 导学园地
1.热机
(1)原理:热机是利用 能做功的机械。工作时将
能转化为 能。
(2)内燃机:燃料直接在发动机的气缸内燃烧产生动力的热机。分为 和 两大类。
2.汽油机
(1)构造:进气门、排气门、 、气缸、活塞、连杆和曲轴。
(2)四个冲程:吸气冲程、 冲程、 冲程和排气冲程。压缩冲程中 能转化为 能;做功冲程中 能转化为 能。 1.汽油机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性完成的。
2.区分四个冲程的方法
一看气门是否打开,
二看活塞运动方向。
内
内
机械
汽油机
柴油机
火花塞
压缩
做功
机械
内
内
机械
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知识梳理 导学园地
喷油嘴
空气
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知识点一:热机
1.人们出行选择的交通工具越来越多样化,交通工具中利用汽油机工作的是( )
A.雪橇 B.共享单车
C.电动平衡车 D.普通汽车
2.(物理学与社会发展)歼-20战斗机是我国自主研发的隐形战斗机,进入世界先进战
斗机行列,它的油箱能装10吨燃油。歼-20的发动机是 (选填“电动机”或“热机”),工作时将 能转化成机械能。
名师点睛
最常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等,而电动机不属于热机。
D
热机
内
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知识点二:汽油机
3.(教材图片改编)汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分,部分汽车采用汽油机作为发动机。如图所示的是单缸四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法正确的是( )。
A.一个工作循环的正确顺序是丁、甲、丙、乙
B.将内能转化为机械能的是乙冲程
C.丁冲程只吸入空气
D.丙冲程是把机械能转化为内能
A
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4.汽油机是小汽车的重要组成部分,如图所示的是一台四冲程汽油机的 (选填“压缩”或“做功”)冲程,若某汽油机每1 s对外做功30次,则飞轮的转速为 r/min。
名师点睛
1.内燃机工作过程的判断方法:
2.四个冲程是周而复始的循环过程,每完成一个循环,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次。
压缩
3 600
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知识点三:柴油机
5.2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。四冲程内燃机在一个工作循环中,将内能转化为机械能的是( )。
A.吸气冲程 B.排气冲程
C.压缩冲程 D.做功冲程
6.(物理学与工程实践)如图所示的是一种常用的“柴油平板夯机”,广泛应用于路面施工、场地填土等多个方面。使用时,柴油发动机提供动力,激荡器带动夯板上下运动。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.在压缩冲程末,柴油机的燃气温度比汽油机的低
C.汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式
D.吸气冲程中,柴油机和汽油机吸入气缸的都是空气
D
C
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名师点睛
柴油机和汽油机的构造和工作过程大致相同,但是在吸气冲程、点火方式、功率、体积、噪声这些方面是不同的。
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【基础巩固练】
1.下列日常生活中的交通工具,没有利用热机的是( )
A.蒸汽火车 B.喷气飞机
C.山地自行车 D.越野摩托车
2.(教材图片改编)景颇族的祖先曾发明一种活塞式点火器,如图所示,以牛角作套筒,木质推杆前端黏附艾绒。取火时,一手握住套筒,一手猛推推杆,艾绒即燃,随即将杆拔出,口吹立见火苗。手推杆入筒的过程与内燃机工作的哪个冲程相同?( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
C
B
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3.热机包括内燃机,柴油机和汽油机都属于内燃机。关于热机,下列说法正确的是( )。
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合物吸入气缸
C.四冲程汽油机在工作过程中,进、排气门同时关闭的冲程是压缩冲程和做功冲程
D.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
4.(创新考法)如图所示的是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程,缺少的一个冲程的名称及顺序,下列判断正确的是( )。
A.吸气冲程,应在图甲之前
B.压缩冲程,应在图甲、乙之间
C.做功冲程,应在图乙、丙之间
D.排气冲程,应在图丙之后
C
C
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5.下图是学校备用的柴油发电机,使用柴油机时,下列说法不正确的是( )。
A.将内能转化为机械能
B.可通过火花塞点火启动
C.吸气冲程中只吸入空气
D.柴油机属于热机的一种
6.遵义市中华路到中山路的地下人防工程建设中,拆除地面所用氮爆式破碎锤(俗称“炮机”)是依靠高压氮气推动钻头工作,其能量转化与内燃机 冲程相同。
B
做功
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【思维拓展练】
7.(多选)礼花喷射器结构如图所示,气罐内有高压气体,气罐通过气阀与纸筒相连。使用时转动纸筒打开气阀,气体将纸筒内的礼花快速喷向远处。下列对该过程的分析正确的是( )。
A.罐内气体的内能减少
B.罐内气体分子热运动加剧
C.罐内气体通过热传递方式改变了其内能
D.该过程能量转化方式与汽油机做功冲程相同
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8.(核心素养·科学思维)科学家在四冲程发动机的基础上发明了“六冲程”发动机。这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入气缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第五冲程,为汽车提供动力,第六冲程让水蒸气排放到冷凝器,变成可再次注入气缸的水。“六冲程”发动机的优点是环保、效率高,发动机比传统四冲程发动机效率可提高40%,在一定程度上能够缓解能源供应短缺导致的能源危机。
(1)汽油机在做功冲程,高温、高压的燃气推动活塞向 (选填“上”或“下”)运动,对外做功,将内能转化为 能。
(2)若汽车发动机以恒定功率输出,在爬坡的时候减慢车速,目的是 。
(3)“六冲程引擎”发动机第五冲程相当于四冲程汽油机的 冲程;若这种单缸六冲程内燃机飞轮转速是1 800 r/min,则该发动机每秒对外做功 次,若每次做功为500 J,“六冲程引擎”发动机的功率为 W。
下
机械
增大牵引力
做功
20
10 000
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