14.1热机（原卷版）.docx

更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址： 第十四章 内能的利用 14.1 热机 一、学习目标 1.知道热机的概念；初步了解热机的工作原理。 2.了解汽油机的构造和工作过程。 3.了解柴油机的构造和工作过程。 二、 学习过程 一） 、知识点梳理 1．演示实验 实验:加热到水沸腾,橡胶塞飞出(如图所示) 燃料燃烧产生热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的 能转化为塞子的 　　　　能 2．热机 （1）定义：各种利用_______做功的机械，叫作热机。 （2） 分类：_______机、内燃机、汽轮机、____________机等。 知识要点二 内燃机 1．内燃机 燃料直接在发动机_______内燃烧产生_______的热机，叫作内燃机。内燃机分为_______机和_______机两大类。 2． 四冲程汽油机的工作 冲程 _____冲程 _______冲程 _______冲程 　　　　冲程 图示         变化 进气门_______，排气门_______，活塞向_____运动 进气门_______，排气门_______，活塞向_____运动 火花塞产生_________，燃料燃烧产生___ _________气体，活塞向___运动 进气门保持_______，排气门_______，活塞向_____运动 效果 ______和______的混合物进入汽缸 燃料混合物被_______　　　　 对外_______ 废气排出汽缸 2．四冲程汽油机的工作 【拓展】四冲程内燃机的一个工作循环，只有做功冲程是高温、高压的气体推动活塞做功，其他冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。内燃机一个工作循环，完成4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴（或飞轮）转动2圈，做功1次，可巧记为“4221”。 3．柴油机 （1）构造：跟汽油机相似，但汽缸顶部没有_________，而有一个_________。 （2）工作时与汽油机的区别：吸气冲程吸进汽缸的只有_________，通过压缩空气直接点燃柴油；做功时，汽缸内气体压强_________汽油机，因而可以输出更_______的功率。 二)、例题 练习 例1 、关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（ ） A： 将势能转化为动能 B： 将机械能转化为化学能 C： 将内能转化为机械能 D： 主要目的是通过热传递改变内能 练1.1、热机是把 能转化为机械能的机器，在热机的四个冲程中， 冲程中，燃气的内能 ，温度升高。 例2、 热机的出现标志着人类利用能源的巨大进步。早期的蒸汽机是将水加热至高温，利用高温高压的蒸气来推动机器转动。与现在的内燃机相比，蒸汽机的效率较低，除了机械构造的因素外，还有一个重要的原因是（ ） A： 内燃机所用燃料的热值高 B： 内燃机燃气温度高、内部压强大、输出功率大 C： 蒸汽机工作时水蒸气带走了大部分的能量 D： 蒸汽机工作过程不符合能量的转化规律 练2.1、如图，试管内装适量水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去。这个实验基本展示了一种热机的工作原理，这种热机是（ ） A： 蒸汽机 B： 内燃机 C： 汽轮机 D： 喷气发动机 练2.2 、阅读短文，回答问题 空气的动力 空气动力是指空气与物体做相对运动时作用在物体上的力，简称气动力。当我们快速地松开鼓起来的气球时，气球会“嗖”的一下飞出去，这时气球受到了气动力。我们再观察一个实验：如图甲所示，将一个针管的活塞推到底端，并通过一个胶管与一个吹了气的气球相连。用力挤压气球，发现活塞被顶起。这个实验说明空气作为动力对活塞做了功。 被压缩的气体压强变大，能对外做功。那么在生活中是否能将空气作为一种“能源”，变成一种推进物体前进的动力呢？经过长时间探索，人们已经成功制造出多种使用压缩空气为动力，推动叶片或者活塞运动的发动机，即叶片式、活塞式空气发动机。 图乙是某新型空气发动机提供动力的汽车。它共有4个压缩空气缸，总容量为90L，可储存标准大气压下90m3的空气，其设计最高速度可达154km/h，平均每加一次气能行驶200km或10h。压缩空气动力汽车的充气方式有两种：一是使用车辆自带的空气压缩机，使用家庭电路作为电源，就可在4个小时内完成充气；二是到指定的加气站，可在短短3分钟内完成充气。由于空气发动机不直接使用燃料，因而具有体积小、结构简单、维修成本低、操控方便、“零”排放的优点。即使因为技术不成熟存在某些缺点，在科学界引起不小的争议，这项技术仍然具有广阔的发展空间。 （1）、压缩空气动力汽车与汽油机汽车相比优点是 。（说出一点即可） （2） 、汽油机是利用 能做功的，图丙所示是四冲程汽油机的 。 A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 （3）、分析上文，下面说法正确的是 （正确的选项多于一个）。 A．松开鼓起来的气球时，气球飞出去，这是因为物体间力的作用是相互的 B．空气动力汽车工作时将内能转化为机械能 C．空气动力汽车靠汽缸内空气燃烧产生能量 D．空气动力汽车工作时不会有能量的损失 （4）、资料表明，空气发动机排出的尾气温度低于周围空气的温度，对于产生此现象的原因，请你提出一条合理的解释： 。 例3 、如图所示为汽油机工作过程的示意图，按照吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的顺序排列，正确的是（ ） A： 丙丁甲乙 B： 甲丁乙丙 C： 甲丙丁乙 D： 甲丁丙乙 练3.1 、内燃机的一个工作循环有四个冲程，如图表示的是 冲程。如果该内燃机飞轮转速是1800r/min， 则它经过10秒钟，活塞完成 个冲程，对外做功 次。 练3.2、如图为汽油机工作过程中的一个冲程的示意图，它应是（ ） A： 压缩冲程，机械能转化为内能 B： 压缩冲程，内能转化为机械能 C： 做功冲程，机械能转化为内能 D： 做功冲程，内能转化为机械能 练3.3、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（ ） A： ①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能 B： ①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能 C： ①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能 D： ①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能 练3.4 、 阅读短文，回答问题。 让汽车烧水——浅谈六冲程发动机 普通的四冲程发动机把3/4的能量以热能的形式散发掉了。六冲程发动机则利用了部分散发的热能去制造蒸汽以回收部分本来会损失的能量。在普通四冲程发动机的“进气﹣压缩﹣做功﹣排气”四个冲程之后，第五个冲程开始的时候，把水喷进炽热的汽缸里面，水马上就变成了温度高达816度的蒸汽，体积急剧膨胀1600倍，同时汽缸内压强急剧增大，推动活塞再次向下运动，为汽车提供动力。到了第6个冲程，发动机把水蒸气排放到一个冷却器，水蒸气在那里重新变成水。根据计算，六冲程发动机能比传统的四冲程发动机效率提高40%。如果是柴油机的话，还可以再提高5%。实际上，向内燃机汽缸喷水（与燃油一起喷入），就可以提高输出功率和热效率，这种尝试几十年前就有人研究过，但因为汽缸腐蚀问题而不得不放弃。 目前，包括宝马、本田在内的汽车企业正在开发他们的六冲程内燃机产品，更有消息说本田正准备制造一种小型的低排量六冲程发动机并装备在他们的摩托车产品上。六冲程发动机作为一种并不新鲜的新鲜事物，能否在未来推动内燃机技术的发展，这还取决于工程师们对六冲程发动机技术难题的一一攻破，让我们拭目以待吧！ （1）、六冲程发动机的第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，此冲程的能量转化是把 能转化为机械能。 （2）、六冲程发动机的一个完整工作循环中，有 个做功冲程。 （3）、请你指出该“六冲程引擎”的一个优点： 。 例4 、与汽油机比较，柴油机（ ） A： 汽缸顶部无火花塞，吸入汽缸的是柴油，效率高 B： 汽缸顶部无火花塞，吸入汽缸的是空气，效率高 C： 汽缸顶部有火花塞，吸入汽缸的是空气，效率低 D： 汽缸顶部有火花塞，吸入汽缸的是柴油和空气的混合燃料，效率高 练4.1、下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ） A： 柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同 B： 柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞 C： 汽油机与柴油机使用的燃料不同 D： 柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火 练4.2、汽油机和柴油机有很多的异同点，下列有关四冲程汽油机和柴油机的异同点说法不正确的是（ ） A： 汽油机和柴油机都是内燃机 B： 吸气冲程，汽油机吸入的只有空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 C： 汽油机和柴油机的一个工作循环对外只做一次功，活塞往复两次 D： 柴油机压缩冲程末的温度比汽油机高，燃料燃烧更完全，效率比汽油机高 例5 、图为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各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做吸气、压缩和排气工作。发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将 能转化为 能。 【出门考】 （每题10分，共100分） 姓名： 得分 1．图中机械属于热机的是（　　） 2.如图所示，甲、乙是四冲程汽油机的两个冲程示意图；丙是用酒精灯给试管中的水加热，试管口软木塞冲出的示意图。甲、乙两图中______图是做功冲程的示意图，另一个图是_________冲程。丙图装置是______能转化为_________能，能量转化与之相同的冲程是______（选填“甲”或“乙”）图。 3．一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1800 r/min，则该汽油机每秒钟内完成的冲程数和对外做功的次数分别是（ 　 　） A.60和15　　　 B.30和30 C.15和15　　　D.60和30 4、在热机工作的四个冲程中，对外做功的是(　 ) A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 5、下列四幅图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中不是靠飞轮惯性完成的是( ) 6.下列关于汽油机和柴油机的主要区别，说法错误的是(　 　 ) A．柴油机的顶部有喷油嘴，汽油机的顶部有火花塞 B．汽油机和柴油机都属于内燃机 C．在做功冲程中，柴油机的点火方式是点燃式，汽油机的点火方式是压燃式 D．柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物 7、若某汽油机飞轮转速为2400 r/min，则该汽油机每分钟经过________个冲程，活塞往复运动________次，对外做功________次。 8、.四冲程柴油机在压缩冲程中，汽缸内的空气温度、内能、体积和压强的变化情况是(　　) A．温度降低，内能减小，体积增大，压强变小 B．温度降低，内能减小，体积减小，压强变大 C．温度升高，内能增大，体积增大，压强变小 D．温度升高，内能增大，体积减小，压强变大 9、如图所示是四冲程汽油机的剖面图，关于其四个冲程的描述正确的是( 　) A．吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸 B．压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小 C．做功冲程中，燃料释放的能量全部转化为机械能 D．排气冲程中，将机械能转换为内能 10、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度______(选填“升高”“降低”或“不变”)，其内能________(选填“增大”“减小”或“不变”)，这样燃烧同样多的燃料获得更多的机械能，这款内燃机的第六冲程是________冲程。 更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：