摘要:
**基本信息**
本同步练习通过三层递进设计,以热机核心知识为基础,融合跨学科情境与实践项目,实现从概念理解到素养提升的完整巩固路径。
**分层设计**
|层次|知识覆盖|设计特色|
|----|----------|----------|
|知识理解与运用|热机定义、汽油机/柴油机工作原理|单一知识点直接应用,如热机类型辨析(第1题)、四冲程判断(第3题),夯实物理观念|
|能力提升与素养|热机能量转化、综合计算|跨学科情境(工程CO₂爆破)、综合分析(转速计算),培养科学思维与模型建构|
|核心素养专练|实践操作与科技应用|项目式实践(制作汽轮机模型)、科技阅读(四缸发动机),体现科学探究与社会责任|
内容正文:
第1节 热机
第 1 页 共 3 页
学科网(北京)股份有限公司
知识理解与运用
知识点1 热机
1.目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项.下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是( )
A.共享电动汽车
B.052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C.歼-20战机涡扇-15煤油发动机
D.长征五号火箭液氢液氧发动机
2.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意,比如:蒸汽机和内燃机,它们工作时,都是通过燃料燃烧把_________转化为________能并最终转化为_________能,图中________是内燃机的工作原理图。
知识点2 汽油机
3.如图所示是四冲程汽油机的两个冲程,甲、乙两图中进气门、排气门都是关闭状态,甲图显示的是汽油机的_______冲程,乙图中是内能转化为 ________能。除______冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。
4.如图为四冲程汽油机工作示意图,下列说法正确的是( )
A.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B.甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C.飞轮转速1800r/min,则该汽油机1s能做功15次
D.在一个工作循环中,工作过程依次是乙、甲、丁、丙
5.如图所示是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,燃气的_______能转化为盒盖的机械能,这与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同.现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1200r/min,此汽油机每秒钟做功______次。
知识点3 柴油机
6.河南被誉为中原粮仓。下图是两台收割机正在收割小麦的场景。给收割机提供动力的是四冲程柴油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
7.关于汽油机与柴油机,下列说法正确的是( )
A.汽油机和柴油机在做功冲程中都是将内能转化为机械能
B.汽油机和柴油机在吸气冲程中,吸入汽缸的都是空气
C.在做功冲程中,汽油机汽缸内的燃气温度和压强比柴油机中的高
D.汽油机上的火花塞可以用柴油机的喷油嘴代替
能力提升与素养
8.【跨学科·工程】现代工程建设中大都采用如图所示的二氧化碳(CO2)爆破技术,起爆前高压泵将气态CO2压缩成液体后注入爆破筒内。爆破时电加热管通电发热,使筒内的液态CO2迅速变为气体,高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.电加热管通电后,液态CO2迅速升华形成高压气体
B.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
C.爆破时能量转化与汽油机的压缩冲程相同
D.高压泵压缩气态CO2,是通过热传递方式改变内能
9.某同学看到爸爸启动汽车时,转速表如图所示。转速表的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是单缸四冲程汽油机,则下列说法正确的是( )
A.转速表的示数是800r/min
B.该气缸一个循环中做功2次
C.该气缸每分钟对外做功400次
D.该气缸每分钟完成1500个冲程
10.如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是( )
A.图a中气缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B.气缸内的蒸汽推动活塞时,内能减小
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似
D.汽油机一个工作循环的正确顺序是A、B、C、D
11.十八世纪,瓦特发明的冷凝器蒸汽机推动了人类第一次工业革命。如图为蒸汽机的工作原理:打开阀门A、关闭阀门B,高压蒸汽进入汽缸,推动活塞上行。当活塞达到汽缸顶部时,关闭阀门A、打开阀门B,蒸汽进入冷凝器,汽缸内压强减小,活塞下降,如此循环往复。下列说法错误的是( )
A.用水冷凝蒸汽是利用热传递改变内能
B.蒸汽机在整个工作过程中遵循机械能守恒
C.蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似
D.蒸汽推动活塞向外做功后,蒸汽的内能会减小
12.在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打气,如图所示,随着瓶内气压增大,瓶内气体的温度_________(选填“升高”或“降低”),内能增大,这是通过________的方式改变瓶内气体的内能。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,这一过程与汽油机的_________冲程的能量转化情况相同;瓶盖飞出的同时,瓶口冒“白雾”,其物态变化是__________。
13.如图是我国全球首台商用超临界二氧化碳(S-CO2)发电机组原理,利用烧结余热对二氧化碳进行加热,增加二氧化碳的___________能,使其达到超临界状态,然后膨胀推动涡轮机运转,则此过程相当于内燃机的_________冲程。
热源转换器:吸收热量升温
透平:*能转化为机械能,带动发电机发电
回热器:回热吸收透平后废气余热
冷却器:向环境释放热力循环废热
压气机:压缩S-CO2提升压力
14.在如图所示的四幅图中,甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是______图所示的演示实验;为汽车输出动力的冲程是______图,这个冲程中燃气的内能将______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
15.光发动机是一种把光能转化为机械能的装置,主要结构如甲图所示。在太阳光照射下,化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应:N2O4→O2+2NO,导致室内气压增大;在无光条件下,室内发生“逆向反应”,导致室内气压减小;这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应,从而推动活塞输出________能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时,相当于如图汽油机四个冲程中的_________冲程。
核心素养专练
16.【跨学科实践】制作简易汽轮机模型
【项目提出】热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队,制作简易汽轮机模型。
【项目实施】(1)设计并制作:设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。
(2)测试实验:点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→________→___________。
②此汽轮机模型属于_______燃机(选填“内”或“外”)。
(3)实验改进:
①同学们在测试过程中,发现加热很长时间后,扇叶才开始转动;
②进行了调整后,再次测试,发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为,这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是_______。
A.增加酒精灯的高度,用其内焰加热
B.更换一个更细的喷嘴
C.降低小风扇的高度,使喷嘴对准风扇的中心
17.【科学态度与责任】阅读短文,回答文后的问题。
汽车发动机
发动机是汽车得动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在气缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)。实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4),通过连杆把4个汽缸的活塞连在一个曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为________能。
(2)若一个汽缸排量为V,燃气对活塞的平均压强为p,则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为______(用字母表示)。
(3)四缸发动机中2号汽缸在做功冲程中,3号汽缸所处的冲程是______。
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
(4)写出一个四缸发动机的优点:_______________________________。
【答案与解析】
第1节 热机
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知识理解与运用
知识点1 热机
1.目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项.下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是( )
A.共享电动汽车
B.052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C.歼-20战机涡扇-15煤油发动机
D.长征五号火箭液氢液氧发动机
1.A 【解析】燃气轮机、煤油发动机和火箭液氢液氧发动机都是热机,工作时把内能转化成机械能,而电动汽车是把电能转化成机械能,不属于热机。
2.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意,比如:蒸汽机和内燃机,它们工作时,都是通过燃料燃烧把_________转化为________能并最终转化为_________能,图中________是内燃机的工作原理图。
2.化学能;内;机械;乙 【解析】蒸汽机和内燃机都属于热机,它们工作时,都是通过燃料燃烧把化学能转化为内能并最终转化为机械能;由图甲可知,燃料燃烧,将燃料的化学能转化为水和水蒸气的内能,从玻璃管口喷出的水蒸气驱动叶轮转动,水蒸气会对叶轮做功,将水蒸气的内能转化为叶轮的机械能;此过程与蒸汽机的工作过程相似,反映了蒸汽机的工作原理。在图乙中,火焰使上方空气温度升高、上升,热空气带动叶轮转动,内能转化为机械能,与内燃机的工作原理相同。
【关键点拨】认清蒸汽机和内燃机工作物质的不同,蒸汽机利用加热后的蒸汽做功,内燃机是利用燃气做功。
知识点2 汽油机
3.如图所示是四冲程汽油机的两个冲程,甲、乙两图中进气门、排气门都是关闭状态,甲图显示的是汽油机的_______冲程,乙图中是内能转化为 ________能。除______冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。
3.压缩;机械;做功
解:由图甲可知,进气门、排气门关闭,活塞上行,所以是压缩冲程;乙图中进气门、排气门关闭,活塞下行,所以是做功冲程,在该冲程中将燃气的内能转化为活塞的机械能;除做功冲程以外的其他冲程是依靠飞轮的惯性来完成。
【解题总结】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;内燃机的四个冲程中有两个冲程发生能量转化,一是压缩冲程中机械能转化为内能;二是做功冲程中内能转化为机械能;判断出是哪个冲程,再判断能量是怎样转化的;在内燃机工作的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个辅助冲程要靠飞轮的惯性来完成。
4.如图为四冲程汽油机工作示意图,下列说法正确的是( )
A.依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁
B.甲图冲程中能量转化是机械能转化为内能
C.飞轮转速1800r/min,则该汽油机1s能做功15次
D.在一个工作循环中,工作过程依次是乙、甲、丁、丙
4.C 【解析】甲图中两气门都关闭,火花塞点火,活塞向下运动,汽缸容积变大,是做功冲程,内能转化为机械能,
乙图中进气门开启,排气门关闭,气体流入汽缸,是吸气冲程,没有能量的转化,
丙图中排气门开启,进气门关闭,气体流出汽缸,是排气冲程,
丁图中两气门都关闭,活塞向上运动,汽缸容积变小,是压缩冲程,
所以正确的排序是乙、丁、甲、丙,内燃机的一个工作循环有四个冲程,只有在做功冲程中使机器获得动力,其它三个冲程均为辅助冲程,依靠飞轮惯性完成,即依靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁,故ABD错误;
四冲程汽油机的飞轮转速为1800r/min,则该飞轮1s转30圈,每秒对外做功次数为15次,故C正确。
5.如图所示是演示点火爆炸的实验装置,按动电火花发生器的按钮,点燃盒内酒精,盒盖被打出去,燃气的_______能转化为盒盖的机械能,这与四冲程汽油机的________冲程的能量转化相同.现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为1200r/min,此汽油机每秒钟做功______次。
5.内;做功;10
【解析】当酒精燃烧后的燃气对盒盖做功,将燃气的内能转化为盒盖的机械能,燃气的内能减小;四冲程热机中的做功冲程就是利用内能来做功的冲程,将内能转化为机械能;汽油机的转速为1200r/min,说明1s内汽油机曲轴的转动20转,一个工作循环中,曲轴转动两周,对外做功一次,1s内曲轴转动20次,对外做功10次。
【解题须知】四冲程热机在一个工作循环中飞轮转2周,做功一次。
知识点3 柴油机
6.河南被誉为中原粮仓。下图是两台收割机正在收割小麦的场景。给收割机提供动力的是四冲程柴油机的( C )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
7.关于汽油机与柴油机,下列说法正确的是( )
A.汽油机和柴油机在做功冲程中都是将内能转化为机械能
B.汽油机和柴油机在吸气冲程中,吸入汽缸的都是空气
C.在做功冲程中,汽油机汽缸内的燃气温度和压强比柴油机中的高
D.汽油机上的火花塞可以用柴油机的喷油嘴代替
7.A 【解析】汽油机和柴油机在做功冲程中都是燃气对外做功,将内能转化为机械能,故A正确;在吸气冲程中,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合气体,柴油机吸入汽缸的是空气,故B错误;在做功冲程中,柴油机里燃气的压强和温度比汽油机的高,所以柴油机的效率比汽油机高,故C错误;柴油机气缸顶部有个喷油嘴,汽油机气缸顶部有个火花塞,二者不可以互相替代,故D错误。
【解题总结】柴油机在吸气冲程中吸入空气,在压缩冲程中,机械能转化为内能,空气的内能增大;柴油机气缸顶端有个喷油嘴,此时喷油嘴喷出雾状的柴油,柴油遇到高温的空气,达到着火点而燃烧,点燃方式是压燃式,燃烧产生高温高压的燃气推动活塞做功,柴油机的压缩比例更大、温度更高、做功更多,效率更高。
能力提升与素养
8.【跨学科·工程】现代工程建设中大都采用如图所示的二氧化碳(CO2)爆破技术,起爆前高压泵将气态CO2压缩成液体后注入爆破筒内。爆破时电加热管通电发热,使筒内的液态CO2迅速变为气体,高压气体从泄气孔中喷出,实施爆破。下列说法正确的是( )
A.电加热管通电后,液态CO2迅速升华形成高压气体
B.高压CO2气体喷出时,内能减小,温度降低
C.爆破时能量转化与汽油机的压缩冲程相同
D.高压泵压缩气态CO2,是通过热传递方式改变内能
8.B 【解析】液态CO2由液态变为气态,属于汽化现象,故A错误;高压 CO2气体喷出时,由于气体对外做功,其内能会减小,温度也会降低,故B正确;爆破时高压 CO2气体喷出,内能转化为机械能,汽油机的压缩冲程中将机械能转化为内能,两者能量转化不相同,故C错误;做高压泵压缩气态CO2,是对气体做功的过程,因此是通过做功的方式改变CO2的内能,故D错误。
9.某同学看到爸爸启动汽车时,转速表如图所示。转速表的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是单缸四冲程汽油机,则下列说法正确的是( )
A.转速表的示数是800r/min
B.该气缸一个循环中做功2次
C.该气缸每分钟对外做功400次
D.该气缸每分钟完成1500个冲程
9.D 【解析】汽油机一个工作循环完成4个冲程,飞轮和曲轴转2圈,对外做功1次。转速表的实际示数为×1000r/min=750r/min,并非 800r/min,故A错误;单缸四冲程汽油机的一个工作循环中,对外只做功1次,故B错误;汽油机曲轴每分钟转动750圈,一个工作循环曲轴转2圈对外做功1次,每分钟对外做功375次,故C错误;一个工作循环曲轴转2圈完成4个冲程,曲轴每分钟转750圈时,每分钟完成1500个冲程,故D正确。
10.如图a为航母上简化的蒸汽弹射装置,能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度,如图b为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是( )
A.图a中气缸内的蒸汽体积膨胀,从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B.气缸内的蒸汽推动活塞时,内能减小
C.从能量转化角度讲,蒸汽弹射装置工作时与图A所示的原理相似
D.汽油机一个工作循环的正确顺序是A、B、C、D
10.C 【解析】a图中,气缸内蒸汽体积膨胀,对外做功,其内能减小,同时推动活塞,使舰载机获得巨大的牵引力,该过程中内能转化为机械能,燃气的内能减小,故AB正确;根据气门的开闭情况和活塞的运动方向可以判断出:A是吸气冲程、B是压缩冲程、C是做功冲程、D是排气冲程,蒸汽弹射装置工作时内能转化为机械能,与汽油机的做功冲程相似,而图A中汽油机的进气门打开,排气门关闭,活塞向下移动,是汽油机的吸气冲程,与蒸汽弹射装置工作时的原理不同,故C错误;四冲程汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,所以汽油机一个工作循环的正确顺序是A、B、C、D,故D正确。
【解题须知】四冲程内燃机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,在做功冲程中气缸内的燃气对外界做功,燃气的内能减小,温度降低,内能转化为机械能,在压缩冲程中机械能为内能。
11.十八世纪,瓦特发明的冷凝器蒸汽机推动了人类第一次工业革命。如图为蒸汽机的工作原理:打开阀门A、关闭阀门B,高压蒸汽进入汽缸,推动活塞上行。当活塞达到汽缸顶部时,关闭阀门A、打开阀门B,蒸汽进入冷凝器,汽缸内压强减小,活塞下降,如此循环往复。下列说法错误的是( )
A.用水冷凝蒸汽是利用热传递改变内能
B.蒸汽机在整个工作过程中遵循机械能守恒
C.蒸汽机活塞上行过程与汽油机的做功冲程相似
D.蒸汽推动活塞向外做功后,蒸汽的内能会减小
11.B 【解析】用水冷凝蒸汽时,蒸汽放出热量,是通过热传递改变内能的,故A正确;蒸汽对活塞做功,活塞的机械能增大,所以机械能不守恒,故B错误;蒸汽推动活塞上行,蒸汽的内能转化为活塞的机械能,与汽油机的做功冲程相似,故C正确;蒸汽推动活塞向外做功后,内能转化为机械能,所以蒸汽的内能会减小,故D正确。
12.在安全情况下,小明用高压打气筒往封闭空塑料瓶内打气,如图所示,随着瓶内气压增大,瓶内气体的温度_________(选填“升高”或“降低”),内能增大,这是通过________的方式改变瓶内气体的内能。当气压达到一定程度时,瓶盖飞出,这一过程与汽油机的_________冲程的能量转化情况相同;瓶盖飞出的同时,瓶口冒“白雾”,其物态变化是__________。
12.升高 做功 做功 液化
13.如图是我国全球首台商用超临界二氧化碳(S-CO2)发电机组原理,利用烧结余热对二氧化碳进行加热,增加二氧化碳的___________能,使其达到超临界状态,然后膨胀推动涡轮机运转,则此过程相当于内燃机的_________冲程。
热源转换器:吸收热量升温
透平:*能转化为机械能,带动发电机发电
回热器:回热吸收透平后废气余热
冷却器:向环境释放热力循环废热
压气机:压缩S-CO2提升压力
内 做功
14.在如图所示的四幅图中,甲、乙是课堂上看到的两个演示实验示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的其中两个冲程示意图。与压缩冲程原理相同的是______图所示的演示实验;为汽车输出动力的冲程是______图,这个冲程中燃气的内能将______(填“增大”、“减小”、“不变”)。
14.甲;丁;减小
【解析】甲图是是通过对物体做功来增大物体内能的,即是将机械能转化为内能的过程;乙图是水蒸气的内能转化为塞子的机械能;丙图两气门都关闭,活塞上行,汽缸容积变小,是压缩冲程;压缩冲程是把机械能转化为内能的过程;丁图两气门都关闭,活塞下行,汽缸容积变大,是做功冲程;做功冲程将内能转化为机械能;
因此,汽油机中利用内能来做功的冲程是丁;与压缩冲程原理相同的是甲实验。
【解题须知】做功改变物体内能的实质是能量的转化,具体来说是内能和机械能的相互转化。对物体做功,物体的内能增加,温度升高;物体对外做功,物体的内能减少,温度降低。
15.光发动机是一种把光能转化为机械能的装置,主要结构如甲图所示。在太阳光照射下,化学反应室内密封着的气态物质N2O4发生反应:N2O4→O2+2NO,导致室内气压增大;在无光条件下,室内发生“逆向反应”,导致室内气压减小;这样便可通过控制窗口处射入的光能使气室中的气态物质循环反应,从而推动活塞输出________能。则光发动机该装置中的活塞向右运动时,相当于如图汽油机四个冲程中的_________冲程。
15.机械 做功 【解析】当太阳光照射时,反应室内发生化学反应,导致室内气压增大,这时将化学能转化为机械能,从而推动活塞移动,相当于汽油机的做功冲程。
核心素养专练
16.【跨学科实践】制作简易汽轮机模型
【项目提出】热机对人类文明发展起着重要的推动作用。同学们成立了制作简易汽轮机模型的项目团队,制作简易汽轮机模型。
【项目实施】(1)设计并制作:设计方案如图所示。向易拉罐内部注入大约半罐水,将去掉笔芯和尾塞的中性笔的尾端插入易拉罐内,用橡皮泥将罐的开口处密封。将易拉罐放置在支架上,笔的尖端对准小风扇的扇叶。
(2)测试实验:点燃易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就转动起来。
①汽轮机模型工作过程的能量转化情况为:化学能→________→___________。
②此汽轮机模型属于_______燃机(选填“内”或“外”)。
(3)实验改进:
①同学们在测试过程中,发现加热很长时间后,扇叶才开始转动;
②进行了调整后,再次测试,发现风扇转动得很慢。同学们交流后认为,这是蒸汽喷射力不足造成的。以下几种解决方案中你认为可行的是_______。
A.增加酒精灯的高度,用其内焰加热
B.更换一个更细的喷嘴
C.降低小风扇的高度,使喷嘴对准风扇的中心
16.(2)内能;机械能;外;(3)B。
17.【科学态度与责任】阅读短文,回答文后的问题。
汽车发动机
发动机是汽车得动力源。汽油机以汽油为燃料,使活塞在气缸中往复运动,一个工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程,汽油机的性能和汽缸排量有关。汽缸排量指活塞一个冲程中活塞在气缸内通过的容积,它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(冲程长度)。实际汽车往往采用多缸发动机。如图所示发动机有4个汽缸(图中标注1、2、3、4),通过连杆把4个汽缸的活塞连在一个曲轴上。各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程。
(1)汽油机工作时将燃料燃烧的内能转化为________能。
(2)若一个汽缸排量为V,燃气对活塞的平均压强为p,则一个做功冲程中燃气对活塞所做的功为______(用字母表示)。
(3)四缸发动机中2号汽缸在做功冲程中,3号汽缸所处的冲程是______。
A.吸气 B.压缩 C.做功 D.排气
(4)写出一个四缸发动机的优点:_______________________________。
17.(1)机械;(2)pV;(3)A;(4)在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。
【解析】(1)内燃机就是将内能转化为机械能的机器;
(2)在做功冲程,活塞移动的距离为l,发动机的单缸排量V=Sl,燃气对活塞所做的功:W=Fl=pSl=pV;
(3)4汽缸发动机,各个汽缸的做功过程错开,在飞轮转动的每半周里,都有一个汽缸在做功,其他三个汽缸分别在吸气、压缩和排气冲程,据此可知
四缸发动机中2号汽缸在做功冲程中,3号汽缸所处的是吸气冲程,故选A;
(4)4汽缸发动机与单缸发动机相比,在同等缸径下,缸数越多,排量越大,功率越高;在同等排量下,缸数越多,缸径越小,转速可以提高,从而获得较大的提升功率。
【核心素养体现】为提高能量的利用率,在设计和制造上,要不断改进和革新,以减少各种能量损失。
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