第2章--改变世界的热机.docx

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1、第二章改变世界的热机笫1节热机一、利用内能来做功1、改变物体内能的方式有哪两种？各举一个生活应用的实例。一：做功和热传递。举例：做功：摩擦生热，热传递：烤火，2.实险探究热机的原理如下图，在试管内装一些水，用带破璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个纸做的小叶轮.加热试管便水沸腾，细心观察你会发现叶轮转动,在此过程中是燃料的化学能转化为叶轮的机械能。3、热机是通过燃招谯烧获取内转并转化为机械能的袋置。二、落汽机和形形色色的热机4、如下图为蒸汽机工作的原理图，泰汽机的工作原理是：燃料燃烧将燃料的化学能转化为蒸汽的电能，然后蒸汽对活塞做功,将内能转化为机械能。练习Mh.如下图,在试管中装些水,用软木塞塞

2、住，加热使水沸.腌.水蒸气会把软木塞冲出，在该实骏中，酒精燃烧将化学能转化为内能,并通过热传递把能量转移给水，水沸腾后水蒸气冲开软木塞时，内能转化为塞子的扭越能.第2节内燃机如下图汽车奔驰、火车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波所浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、用翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近内燃机，了解它们的工作原理吧！一、什么是内燃机1.陈明同学在家庭实瑟室中做了如下图的实瑟,在透明塑料盒的透子上，开了一个小圆孔，然后将电子打火器伸进困孔并套紧，如下图。向里料余里滴入2滴酒精.稍过几秒钟，待酒精汽化后，手提电子点火器，使塑料盒指向空旷的地方，按动电子点火器，产生电火

3、花，盒去被弹到很远的地方；重新向塑料盒里装入等量的2滴汽油，经过同样的过程，盒盖被弹到更远的地方。(1)复科盒盖弹出很远的原因是：燃气对塑料盒做功.内能萌化为机械能。(2)你认为与此装置原理最为接近的是内燃机(选填“蒸汽机”或“内燃机”)。2.内燃机的认识(1)定义：内燃机是燃料在汽虹内燃烧，从而财外做功的机械。(2)活塞式内燃机包括：汽油机和柴油机。(3)工作原理：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。二、汽油机3.认识汽油机:气油机的柩把废气排出气缸。汽油机一个工作循环含有1_个冲程，2次能量转换：吸气冲程：进气门翻开，排气门关闭O活塞由上端向上端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从

4、进气门吸人气也压缩冲程：进气门和排气门都关闭,活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。机械能转化为内能。做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气,推动活塞向工运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。排气冲程：进气门关闭，排气门翻开，活塞向上运动,柴油机没有火花塞.而是喷油嘴，靠压缩空气到达柒油燃点点燃。例题:汽车的创造改变了人们的生活方式，事实上人们在很早就在探索着更好的代步工具,法国人于1769年制造了世界上第一台蒸汽车,如下图是蒸汽车的原理。答复以下问题：（1）原理图中涉及哪几种形式的能量？（N）使汽车向前运动的力是怎样产生的？哪几

5、个力是施力物体？答：（1）原理图中涉及的能量有：化学能、内能和机械能。（2）泰汽车将水蒸气向后喷出，对空气施加一个向后的力，根据力的作用是相互的，空气对蒸汽车有一个向前的反作用力，使蒸汽车向前运动。所以使蒸汽车向前运动的力的施力物体是空气。练习知1、（中考广东）在汽油机的四个冲程中，机械能转化为内能的是压缩冲程。如题图所示汽油机正在进行的是皿冲程。汽油的热值为4.610Jk,那么完全燃烧100g汽油放出的热量为4.6IOaJ.2、（2014巴中）一柴油机飞轮的转速是3000rmin,它1秒钟对外做功至次，它完成吸气冲程时，吸入汽担里的物质是空气。第3节热机效率一、热机效率1,上一节课我们学习了

6、热机，我们知道热机也是利用燃料燃.烧时产生的内能来做功的，那么热机燃烧汽油或柴油时释放的能量是否被充分利用来做功了呢？一：不能.有损耗。2、如下图是内燃机的能量流向图，那么热机工作过程中，存在哪些方面能量的损失？答：图中除了“输出有用功”，其他能量的流向均为损失的能学。3.认识热机效率热机效率热机所做有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的效率公式y=100%V物理意义反映热机对能量利用率的上下思考：热机的效率能到达o吗？不能到达oo,因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一局部,因为各种热量损失以燃料条件的限制,这局部能量远远小于总能量,所以其与燃料完全燃烧所放出

7、的总能量的比值必然小于1,即热机效率小于00%。二、改变世界的热机4、以热机为动力的各种交通工具把整个世界连在1.起，热机从根本上改变了世界。极大提高了生产力，使人类文明得到前所未有的进步，但在利用热机时，也会给环境造成一定的影响,结合所学的知识,谈谈热机利用时对环境有舞些危害？如何保护环境？格：热机对环境的危害：废气污染（CO、SO,、氮的氧化物）；噪声污染.保护环境，减小污染的措施：A.改良燃烧设备.采取桀中供热.加袋消烟除尘装置。B、提尚内能的综合利用利。把直接烧娓、燃油改为烧其工业副产品，把内能的一次利用变为屡次利用（如用余热供暖等）。C.充分开发.利用污染小或无污染的能源（如太阳能等

8、）。练习小1、（2014曲靖改编）关于热机，以下说法中正确的选项是（C）A.效率越高的热机功率也越大B.汽洎机和柴油机均寓于内燃机，工作时它们点火的方式也相同C.汽油机工作时汽油在汽杠里燃烧，把化学能转化为内能D.使用热值高的燃料可提高热机的效率2、（2014遂宁）以下有关热机的说法中不正确的选项是（C）A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程B.为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性C.可以采用酒大热机功率的方法来增大热机的效率D.热机的大量使用会造成环境污染3、关于“热机”，以下说法中错误的选项是（八）.通过技术改良,可以使热机的效率到达IOMB.减少

9、城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”C.用水而不用其他循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容簸大的特性D.严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱4、（2015内江）如下图.是岐新一款无人驾驶汽车原型用。汽车自动驾驶时使用雷达传感器以及激光测距器来了解周圉的交逋状况。该款车以72kmh的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.51.。假设汽油完全燃烧，汽油机的效率为30%,那么，在这段运动过程中，求：(1)该汽车发动机做的有用功是多少？(2)该汽车的输出功率为多少？(：汽油的密度为0.8X10kgd,汽油的热值为45X10Jkg).

10、w/sim解：(1)由P=得消耗汽油的质量为：B=V=0.810,kgn,1,510,m,=1.2kg,汽油完全燃烧放出的热量：Q*=mq=1.2kg4.510Jkg=5.410,J;由n=；得，汽油机做的有用功：W=nQ1.t=30%5.410rJ=1.6210rJ：(2)由Y=得汽车运动的时间：t=-=-1.,=h=400s；tVHmny汽车的输出功率：P=;=1-b1j=4.0510,W0t400s5、(2014泰州)三峡水电站有“照亮半个中国”的美誉，它的年平均发电量约为8.510nkWh,相当于一座年消耗510,kg标准煤的火力发电站的发电量。(IkWh=3.6X10J)(I)标准煤

11、的热值为2.9X10；J/kg,完全甥烧5X10kg标准煤能放出多少热量；(2)以三峡水力发电代替同等的火力发电，每年会少排CO,气体1.2X10kg,这些气体的体积是多少立方米(通常情况下CO：气体的密度为2kgrn)(3)根据此逆中的数据.计算火力发电的效率。解：(1)QA=mq=5X101*kg2.9107Jkg=1.4510wJ。InJ1.2X10。,JP-2kgm1-6X10八(3)W=8.510,nkWh=3.06X10”J.W3.06IO11J=-10Q=45rjX1021.1,6、(中考佛山)发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能与品质，现代汽车主要分汽油与柴油两

12、类发动机,其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸。某台以汽油为燃料的汽车,发动机内有四个汽虹，其相关数据如下表所示：Imin内完成的工作循环260次排气量1.81.发动机最大功率75kW汽缸内汽油和空气的混合密度1.35kgm汽油热值4.610jJkg空燃比14：1(1)汽车以100km/h的速度句速运动时发动机的输出功率最大，那么Imin内有用功为J。(2)汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序是(对甲、乙、丙、丁重新排序)，如下图的冲程内燃机给汽车提供动力。(3)汽车的排气量是指发动机汽杠的工作容积，汽车排气量越大，功率超大。空燃比指汽缸内空气和燃油的质量比。当

13、汽车以100km/h的速度匀速行驶时，根据表中数据求汽车发动机的效率。(计算结果保存一位小数)解：m4.510b(2)乙甲丁丙：丁(3)做一次功燃气的质量：IDe,.=pV=1.35kgm,1.810imi=2.4310ikg,因为空燃比是14：1,所以做一次功消耗的汽油质量：2.4310,kg=1.621.,k.1min内汽油燃烧释放的热量：Q=mAaq=1.6210,kg4.610jJkg2600=1.9375210jJ,发动机的效率：n=4.5X10,J100%=1.93752X1.。：JX1.颂*23.2%点拨：(1)1min内做的有用功：W=P1.=75000WX60s=4.510hJ；(2)正常的顺序是吸气、压帽、做功和排气冲程。甲图中因为两气门关闭，活塞向上运动是压缩冲程：乙图中一气门翻开一气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程：丙图中一气门翻开一气门关闭，活塞向上运动，是排气冲程；丁图中两气门关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程。所以正确的顺序是乙甲丁丙。