3热机（原卷版）.docx

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1、一、热机1、热机：利用内能做功的机械叫热机。(I)热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。(2)内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。2、内燃机的工作原理：(1)内燃机的每个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。汽油机的工作过程多数汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，这四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。四个冲程不断循环来保证连续工作，如图所示。柴油机的工作过程柴油机的一个工作循环有四个冲程，包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开，排

2、气门 关闭。活塞由上向下 运动，将空气吸进汽进气门和排气门都关 闭，活塞向上运动， 汽缸容积变小，空气在压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到高温高压的进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动,把废气排出汽缸缸被压缩，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，汽缸内空气的温度已达到柴油的着火点。此过程空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。此过程将将机械能转化为内能内能转化为机械能一个工作循环，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，完成四个冲程，对外做功一次，除做功冲程外，其他冲程靠飞轮的惯性来完成柴油机工作过程中的能量转化压缩冲程：机械能转化为内能做功冲程：内

3、能转化为机械能（2）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程对做功冲程起辅助作用，靠飞轮的惯性完成。（3）做功冲程把内能转化为机械能；压缩冲程把机械能转化为内能。（4）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。3、柴油机与汽油机的对比热机对比汽油机柴油机不同结构火花塞喷油嘴点火方式点燃式压燃式吸气冲程吸入汽油和空气的混合物吸入空气压缩冲程压缩程度小,汽缸内温度没有达到汽油燃点压缩程度大,汽缸内温度达到柴油燃点做功冲程火花塞产生电火花,点燃汽油喷油嘴喷入柴油，柴油燃烧燃烧程度燃料燃烧不充分燃料燃烧比较充分排气冲程排出尾气特点与应用轻巧但输出功率小，热效率低，主要应用

4、于摩托车、轿车等笨重但输出功率大，热效率高，主要应用于载重汽车、拖拉机、轮船等二、热机效率1、热值：Ikg（或lm3）某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。（1）热值单位：JZkg或Jm3（2）公式：Q=qm或Q=qV（q为热值）。【重点提示】热值是燃料本身的一种特性，它的大小只取决于燃料的种类，而与燃料的质量、放热多少等无关。不同燃料的热值一般不同。热值在数值上等于Ikg的某种燃料完全燃烧放出的热量。热值反映了燃料在燃烧过程中，将化学能转化为内能的本领的大小。2、热机效率：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。(1)公式：T7=-=-:。总qm（2

5、）提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机器零件间保持良好的润滑、减小摩擦。热机的能量流向图燃料很难完全燃烧，释放的热量也没有全部用来做有用功，损失了大部分，在各种能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。汽车机械效率和炉具效率的求解方法求热机的效率：发动机的牵引力做功消耗的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。_W有F求汽车的机械效率：W产Fs=fs或W=Pt（F是牵引力，f是阻力，S是汽车行驶的距离，P是汽车发动机功率，t是行驶时间），QLmq。求炉具烧水的效率：水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比Tl=善，其中Qs=cm水ZSt,

6、Qtt=mQ总增q。提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；利用废气的能量；保证良好润滑，减少摩擦；改进热机，减少各种能量的损失。1、汽油机的四个冲程中，哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程（）A.蒸汽机的效率比内燃机高B.热机的功率越大，它的效率也一定越高C.用来做有用功的那部分能量跟燃料燃烧放出的能量之比叫热机效率D.用来做有用功的那部分能量跟燃料完全燃烧所放出的能量之比叫热机效率3、关于图所示的热现象，说法正确的是()A.图甲中炙热的铁水具有内能，冰冷的冰块没有内能B.图乙中冬天搓手取暖是将内能转化为机械能C.图丙中用湿毛巾冷敷降温是通过热传递的方式减小人体的内能D.图丁中能量转化与汽油机做

7、功冲程能量转化都是机械能转化为内能4、下列选项可能符合汽车等热机能量流向的是()A.C.B.D.IOOOJ 内能1000J 内能1000J 电能1000J 内能5、汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是()A.甲图是压缩冲程，活塞对气缸内的气体做功，气体的温度升高B.由乙图可知该汽油机的效率是30%C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暧，该举措大大提高了燃料的热值6、已知汽油的热值是4.6xl(jkg,40Og汽油完全燃烧可放出热量J；如图所示，是某单

8、缸四冲程汽油机的冲程，该冲程中将机械能转化为能。7、如图所示，图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图，图E、F是演示实验的示意图，B图是冲程，与它原理相同的是图所示的演示实验。8、国家提倡节能减排，各地“煤改气”正在积极进行，某同学计算他家天然气烧水的热效率将2kg的水倒入烧水壶中，并测出水温为20C。在一个标准大气压下，把水刚加热到IO(TC时，测出消耗天然气0.048n0已知水的比热容C水=42xl3j(kgC),天然气热值约为4=4.0l07j求：(1)将这些水烧开，需吸收多少热量；(2)在这种情况下，燃烧的天然气放出了多少热量；(3)他家天然气灶的效率。1、如图所示，在试管里盛适量

9、的水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出的“白气”推动管口处的小叶轮转动。下列说法正确的是（A.水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高B.实验过程中通过热传递使试管内水的内能增大C.玻璃管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气D.“白气”使小叶轮转动的过程相当于汽油机的压缩冲程2、小明取少量燃料置于燃烧皿中，点燃后对100g的热水加热4min,然后立即将其熄灭，测得消耗燃料4.2g,并根据实验数据绘制了水温随时间变化的图像如图乙中a线所示。已知此过程中燃料均匀燃烧放热，该燃料的热值为2xl06jkg,水的比热容为4.2l03j（kgC）,整个过程中忽略水的质量变化，下列说

10、法中正确的是（）A.通过图像计算得知4min水吸收到的热量为2520JB.通过计算得出燃料燃烧放出热量有40%被水吸收C.水吸收的热量和燃料燃烧放出的热量都与加热时间成正比D.若实验装置和热损失比例均不变，利用该燃料加热另一杯水绘出了如图乙中b线所示图像，则这杯水的质量大于上一杯水的质量3、如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后，橡胶塞被冲出。则（）A.管内水蒸气的内能不变B.管内水蒸气对橡胶塞做了功C.水所含的热量增加D.灯中剩余酒精的热值变小4、（多选）下列关于汽油机和柴油机的说法正确的有（）A.两种机器的工作过程均分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程B.柴油机通过压缩空

11、气直接点燃柴油，而汽油机需要火花塞点火C.吸气冲程中，汽油机吸进气缸的只有空气，柴油机吸进的是柴油和空气的混合气D.从热机的分类来看，汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机5、如图所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，下列说法正确的是（）A.此时汽油机正处在做功冲程B.汽油机吸气冲程吸入的是空气C.换用热值更高的燃料，可以提高汽油机的效率D.若飞轮转速是800rmin,做功冲程中燃气推动活塞一次做功1500J,汽油机的功率是IOkW6、（1）甲实验中，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，看到的现象是,此实验得到的结论是：对（选填“棉花”或“筒内气体”）做功，它的内

12、能会增加。实验中如果不放入棉花，该结论（选填“成立”或“不成立”）；（2）乙实验中，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。图中图所对应的能量转化过程与乙实验相同。若该汽油机飞轮转速为1800rmin,则汽油机每秒对外做功次。7、现代生活越来越离不开热机，因此全面了解和认清热机的结构和工作过程对我们的生活至关重要，请你完成下面围绕“热机”展开的一些问题：（1）如图所示的流程图是用来说明汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况，请将其补充完整,;：;（2）如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞冲出的过程中是能转化为能，图中情景可用来演示四冲程汽油

13、机工作过程中的冲程；（3）单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲釉上的飞轮的来完成，只有一个冲程不是这样，这个冲程是冲程：（4）我们发现热机工作时，一般要在汽缸的外面安装一个水箱用来降低汽缸的温度，是利用水的特性，这是采用的方式来减小汽缸的内能的。8、如图所示，这是汽油机的冲程；已知汽油的热值是4.6xl（nkg,3kg汽油完全燃烧，放出热量J,若某汽车发动机的效率是20%,消耗这3kg汽油使该汽车在水平路面上匀速行驶了40km,则该汽车发动机的牵引力为No9、近年来，新春县引入的氢燃料新能源公交车投放使用，氢燃料具有清洁无污染、效率高等优点，被认为是21世界最理想的能源c水

14、=4.2l03（kg.oC）;q氢=1.4l08jkg,求：（1）质量为0.3kg的氢燃料完全燃烧放出的热量；（2）若这些热量全部被质量为200kg,初温为15C的水吸收，求水温升高到多少摄氏度？（3）某氢能源公交车以140kW的恒定功率匀速行驶，如果0.3kg的氢燃料完全燃烧获得热量有70%被公交车用来做功，则这些热量能让公交车行驶多长时间？10、一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上个运动的距离（即冲程长）。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。排量输出功率100KVV转速3000rmin（1）该发动机在Imin内做功.（2）单缸排量V=Pao(lL=103m3)1.,在一个做功冲程里，燃气对活塞的平均压强一