内容正文:
第十四章 内能的利用
第2节 热机
▍探新知·自主梳理 夯实基础★巩固知识
1.燃烧汽油或柴油能将其化学能转化为___,通过热机做功,能把内能转化为___.
2.内燃机有四个冲程,它们分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.其中___冲程将机械能转化为内能,___冲程将内能转化为机械能.
3.(1)在四个冲程中,给汽车提供动力的冲程是___冲程,排出汽车废气的冲程是___冲程.
(2)注意:在内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程都是靠飞轮的___完成的.一个工作循环中飞轮转动__周,活塞往返__次.
简记:汽油机的工作过程可用“1421”进行记忆:一个工作循环,4个冲程,曲轴转动2周,活塞往复2次,做功1次.
4.汽油机和柴油机.
走进生活:小明家买了一辆家用汽车,小明非常喜欢,整天围着汽车转来转去,一天当父亲检查汽车发动机时,小明发现发动机上有火花塞,据此判断这台发动机是___机,火花塞工作后的一个冲程是___冲程.
▍攻重难·素养导向 学用结合★培养能力
知识点1 热机
典例1:如图所示是四冲程内燃机的某一冲程示意图,该冲程是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
变式1:如图所示是四冲程汽油机工作过程中的某一冲程的示意图.关于这一冲程,下列说法中正确的是( )
A.这是吸气冲程,气缸内吸进混合气体
B.这是压缩冲程,把机械能转化为内能
C.这是做功冲程,把内能转化为机械能
D.这是排气冲程,排出气缸中的废气
易错点 压缩、做功冲程中燃料混合物的内能变化情况
易错训练:如图所示是四冲程汽油机的工作原理示意图,下列说法正确的是( )
A.图甲是吸气冲程,吸入气缸的物质是汽油
B.图乙冲程是通过做功使燃料混合物的内能增加
C.图丙冲程中,燃气的内能增加、温度升高
D.甲、丙、丁是辅助冲程,靠飞轮惯性完成
知识点2 内燃机转速
典例2:一台单缸四冲程汽油机,如图所示的汽油机正处于___冲程;在此过程中燃气的内能___(填“增加”“减小”或“不变”);若飞轮的转速为1800 r/min,该汽油机每秒钟做功__次.
变式2:一台单缸四冲程汽油机,在压缩冲程中,气体的温度升高,这是通过___的方式__内能的.若汽油机1 s内对外做功15次,则其曲轴的转速为___r/min.
▍提素能·优化训练 有效拓展★提升技能
基础巩固
1.[跨学科·化学]光发动机可用于卫星的能源补充,原理如图所示,密闭反应室中 在光照下会分解,使反应室气压增大,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的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
2.(2024年广元市)1883年人类发明了汽油机.一台四冲程汽油机的一个冲程中,火花塞点火,燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体推动活塞对外做功,则该冲程( )
A.是压缩冲程
B.气体对外做功,内能转化为机械能
C.活塞依靠飞轮的惯性而运动
D.气体对外做功,气体的内能增加
3.关于柴油机和汽油机,下列说法中正确的是( )
A.汽油机顶部有喷油嘴,柴油机顶部有火花塞
B.吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油,柴油机吸入的是柴油
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做功冲程和压缩冲程
D.在柴油机的压缩冲程中,内能转化为机械能
4.[科学探究]如图所示是小明用可乐瓶制作的水火箭.小明先在瓶中装适量水,然后将带有阀门的金属管插入瓶塞,旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气;此时瓶中气体的内能___(填“增加”“减少”或“不变”);打开阀门后,水从尾部的金属管向下喷出,水火箭向上飞向空中,此过程的能量转化情况与热机的___冲程相同,瓶内气体通过___的方式改变内能.
能力提升
5.如图是某四冲程汽油机顺序被打乱的工作图,下列说法正确的是( )
A.四个冲程的顺序应该是 B→A→D→C
B.冲程B的活塞正在往下运动
C.冲程D将内能转化为机械能
D.热机是利用化学能做功的机器
6.(2025年广东省期末)如图是我国古代发明的取火器模型图,取火时要把推杆迅速推入牛角套筒.与该过程的能量转化相同的是四冲程汽油机的( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
7.如图所示是内燃机的___冲程;若该内燃机在吸气冲程吸入气缸的只有空气,那么它是___(填“汽油机”或“柴油机”);若一台单缸四冲程汽油机飞轮转速为3600 r/min,那么1 s该内燃机对外做功__次.
培优训练
8.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞横截面积为 ,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50 mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 ,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力.
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功.
参 考 答 案
[探新知·自主梳理]1.内能 机械能
2.压缩 做功
3.(1)做功 排气 (2)惯性 2 2
走进生活:汽油 做功
[攻重难·素养导向]典例1:C
变式1:B
易错训练:B
典例2:压缩 增加 15
变式2:做功 增大 1800
[提素能·优化训练]1.C 2.B 3.C
4.增加 做功 做功
5.B 6.B
7.压缩 柴油机 30
8.解:(1)由 得做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 .
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功为 .
第十四章 内能的利用 · 1
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