热机与热机效率练习题含答案

热机与热机效率练习题（附答案）

1、 热机：

定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。

热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等

2、 内燃机：

内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程（吸气冲程、压缩冲程和排气冲程）是依靠飞轮的惯性来完成的。压缩冲程将机械能转化为内能。做功冲程是由内能转化为机械能。

① 油机工作过程：看书本本图 ②柴油机工作过程：书本图

3、汽油机和柴油机的比较：

①汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

4、热值

燃料燃烧，使燃料的化学能转化为内能。

定义：1kg 某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号q 表示。

单位：固体燃料的热值的单位是焦耳每千克（J/kg ）、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米（J/m 3）。

热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。 公式：、

①Q ＝qm m=Q/q q=Q/m

Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每千克（J/kg ）；m ——燃料质量——千克（kg ）。 ②Q ＝qV V=Q/q q=Q/V

Q ——放出的热量——焦耳（J ）；q ——热值——焦耳每立方米（J/m 3）；V ——燃料体积——立方米（m 3）。

酒精的热值是3.0×107J/kg ，它表示物理意义：1kg 酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J 。

煤气的热值是3.9×107J/m 3，它表示：1m 3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J 。

影响燃料有效利用的因素：一是燃料很难完全燃烧，二是燃料燃烧放出的热量散失很多，只有一小部分被有效利用。有效利用燃料的一些方法：把煤磨成粉末状、用空气吹进炉膛（提高燃烧的完全程度）；以较强的气流，将煤粉在炉膛里吹起来燃烧（减少烟气带走的热量）。

热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要标志，与热机的功率无关。 公式：总

有用Q Q η Q 总=Q 有用η Q 有用= Q 总η 由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总小于1。热机能量损失的主要途径：废气内内、散热损失、机器损失。提高热机效率的途径：① 使燃料充分燃烧，尽量减小各种热量损失；② 机件间保持良好的润滑，减小摩擦。③在热机的各种能量损失中，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。

常见热机的效率：蒸汽机6%～15%、汽油机20%～30%、柴油机30%～45% 内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。

一．填空

1.一个物体温度降低，内能减小，原因可能是它对外进行热传递，也可能是它对外__________了。如果是后者，则能量间的转化情况为：物体_____________的能转化为________能。

2. 2010年5月，天然气伴随着“西气东输”的步伐开始走进了江城芜湖的千家万户，传统燃料也随之被逐步取代。天然气燃烧时可以将_____________能转化为_____________能。与传统燃料相比，天然气的优点是_____________（写出一条即可）。

3.如图16-4-1所示，在大玻璃瓶内有一些水，往瓶内不断打气，过一会你会看到的现象是_____________。出现这种现象的原因是_______________________________________。

5.内燃机是将内能转化成_____________能的机器；内燃机一个工作循环由_____________个冲程组成，其中如图16-4-4所示是热机的_____________冲程。

6．汽油机在_____冲程把燃料燃烧产生的内能转化为机械能．已知汽油的热值为 4.6×107J/kg，完全燃烧200g汽油能够释放________J的热量．

7.生产中常用水来作为机器的冷却剂，这是因为水的________大；火箭的燃料要用液氢，这是因为液氢的________大；沿海地区的气候比沙漠地区的气候更宜人，这是因为水的比热容比沙的比热容________。

8、氢能源具有来源广、热值高、无污染等优点．氢气的热值为14．3×107J／kg，完全燃烧0．5 kg的氢气可放出________J的热量；若一罐氢气用去了一半，则剩余氢气的热值为________

9.一台四冲程的汽油机每分钟完成300个冲程，则1 min完成_____个工作循环，活塞来_____次，做_____次功。二．选择题

1.关于燃料的热值，以下说法正确的是

A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关

B.容易燃烧的燃料，热值一定大

C.煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D.0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的

2.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则

A.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多

B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少

C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多

D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多

3、煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )

A、煤比干木柴含有的热量多一些

B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些

C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些

D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少

4.已知甲种燃料的热值大于乙种燃料的热值，下列说法中正确的是（）

A.甲种燃料含有的热量比乙种燃料多

B.完全燃烧一定质量的甲种燃料，刚好烧开一壶水，那么用同样质量的乙种燃料就不能烧开这壶水

C.燃烧相同质量的两种燃料，甲种放出的热量多

D.只要通风条件好，供氧充足，乙的热值可能大于甲的热值