第二章改变世界的热机知识点归纳和对应练习题

第二章 改变世界的热机
第一节 热机
知识点一、利用内能来做功
内能的主要应用：（1）_____________；(2)__________________。

如图所示，加热试管使水沸腾，观察到小叶轮转动起来。

这个实验说明：燃料的________能转化为_______能，传给水，水沸腾变成
水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的______能转化为叶轮的_________能。

知识点二、热机
（1）热机：通过燃料燃烧获取________能并转化为____________能的装置。

（2）热机的原理：
（3）热机的分类：
最早的热机是（ ）；蒸汽轮机；内燃机；喷气发动机；火箭发动机。

练习题：如图所示，把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上，管里放一些酒精，管口用
塞子塞紧，用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动，一会看到塞子被
弹起。

（1）拉动绳子克服摩擦做功，是将机械能转化为_____能。

（2）请说出该实验中的某一现象并简述其原因。

现象：________________；原因：________________。

第二节 内燃机
知识点一、内燃机
（1）内燃机：工作时，燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功，叫做活塞式内燃机。

常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。

（2）内燃机工作时的能量转化：
知识点二、汽油机 （1）构造：气缸、活塞、进气活门、排气活门、曲轴、连杆、飞轮、火花塞。

（2）工作过程：
① 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向____运动。

吸入_____________________。

② 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向____运动，压缩缸内混合气体，压强增大,内能___________,温度____________,把_____________能转化为______能）。

③ 做功冲程：进气门和排气门都关闭。

压缩冲程末,气缸顶部的火花塞发出电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气推动活塞向_____运动做功,把______能转化为_______能。

④ 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向_____运动，排出废气。

(3) 点火方式：___________.
燃料的 _____能
燃烧 _____能 ( ) _______能
知识点三、柴油机
（1）构造：气缸、活塞、进气活门、排气活门、曲轴、连杆、飞轮、喷油嘴。

（2）工作过程：
①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向____运动。

吸入_____________________。

②压缩冲程：（压缩缸内气体，内能增大,温度升高,压强增大,把__________能转化为________能）；
③做功冲程：压缩冲程末,气缸顶部的喷油嘴喷出雾状柴油,压燃式点火,产生高温高压的燃气推动活塞做功,把_______能转化为___________能。

④排气冲程：排出废气。

（3）点火方式:_______________.
（4）四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，______个冲程，活塞往复运动_____次，曲轴连杆转______周，飞轮转________周，只有_________冲程对外做功_____次,把内能转化为机械能，其它三个冲程靠_______________完成。

练习题:
1、下面是汽油机工作的四个冲程，其中将机械能转化为内能的是( )
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
2、如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（）
3、一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min，该汽油机每秒钟内完成_________个工作循环,对外做功_______次.
第三节热机效率
知识点一、热机效率
（1）、热机燃料燃烧释放能量的流向：①废气（废气温度还较高，燃料未完全燃烧）；
②冷却水；③克服摩擦与辐射（散热）；④输出有用功。

（2）、热机效率的定义：热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率。

（热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1）
（3）、效率的计算式：η=________×100% 变形式: W有用=_________; Q放=__________. （4）、提高热机效率的途径：减少热机工作中的各种能量损失。

①使燃料充分燃烧；②减少机械摩擦损失；（③减少机械散热和废气带走热量。

知识点二、热机工作的污染
（1）环境污染：
①废气（二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等），粉尘。

二氧化碳引起温室效应。

②热污染（废气和冷却水带走大量热量，是城市“热岛效应”的原因之一。

③噪声。

（2）保护环境：
利用绿色能源；研究和开发低能耗、少污染的高性能热机；控制和减小污染。

练习题：
1、关于热机，下列说法错误的是（）
A、热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B、在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C、柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D、在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
2、一台效率为40%的柴油机，当输出3.44×107 J有用功时，消耗的柴油质量是（）
（柴油的热值是4.3×107 J/kg）A．0.8kg B．2kg C．0.32kg D．2.8kg
3、随着人们生活水平的提高．轿车已逐步进入我国普通百姓家中. 已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10-3m3)，汽油的密度为0.71×103kg/m3、热值为4.6×l07J／kg．则
(1)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是_______ _kg．
(3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72km／h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于_______ _N．
(4) 该汽车发动机的效率是 %.
4、用煤气灶把1kg、初温为20℃的水烧到70℃，消耗了10g煤气．则：
（1）水吸收的热量为______________J.
(2) 煤气完全燃烧放出的热量为____________J. (煤气的热值为4.2×107J/kg)
(3) 煤气灶烧水的效率为___________% ．
5、某汽车公司的某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5L。

若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，燃油热值为q＝4×107J/kg，（假设燃油完全燃烧）求：（1）专用车牵引力所做的功。

（2）则该专用车的热机效率是多少？
6、某以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以36Km/h的速度匀速行驶，经过15min从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2×103N。

该汽车的效率为30%，汽油热值q=4.6×107J/Kg，求：（1）汽车上山时牵引力的功率为多大？（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油？
7、下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（）
A 热机的大量使用会造成环境污染
B 所有的热机都是用汽油作燃料
C 汽车排出的尾气都是有毒气体
D 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
8、某辆小汽车油箱内装满35kg汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km。

在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N。

（汽油完全燃烧产生的内能有30％转化为机械能；汽油的热值为4.6×107J／kg）求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。

（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。

9、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×lO5Pa,飞轮lmin转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，若1min消耗汽油0.1L。

汽油的密度ρ＝0.8×103kg/m3；
汽油的热值为4.6×l07J／kg。

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；
（3）汽油机的功率．
(4) 该汽油机的效率.。