初中物理改变世界的热机知识点精华

一、热机和内燃机

1.内能的利用方式：

利用内能来加热：实质是内能的转移，即热传递。

利用内能来做功：实质是内能的转化，即内能转化为机械能。

2.热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。

蒸汽机是最早的热机。1769年，瓦特改进、完善了蒸汽机，解决了动力传输问题，才使蒸汽机成为带动其他机器运转的动力机器。

蒸汽机的工作物质：高温高压的水蒸汽；活塞式内燃机的工作物质：高温高压的燃气。 热机的种类：蒸汽机(水蒸汽推动汽缸中的活塞运动)、汽轮机(水蒸汽驱动叶轮转动)、内燃

机(汽油机和柴油机)、喷气发动机、火箭发动机等。

3.活塞式内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机。

常见活塞式内燃机：汽油机、柴油机。

活塞在往复运动中从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。

汽油机、柴油机的一个工作循环包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，属于四冲程内燃机，其中只有做功冲程燃气推动活塞做功，而其它三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的。

内燃机的一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，带动飞轮转动2转，做功1次，共完成4个冲程。若飞轮nr/s ，则在每秒内，活塞往复运动n 次，曲轴转n 周，做功0.5 n 次，共完成2n 个冲程。

压缩冲程：机械能转化为内能。做功冲程：内能转化为机械能。

4.汽油机和柴油机的比较：

①汽油机的汽缸顶部是火花塞；

柴油机的汽缸顶部是喷油嘴(在压缩冲程结束时，由喷油嘴向汽缸内喷射雾状柴油)。 ②汽油机吸气冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物；

柴油机吸气冲程吸入汽缸的是空气。

③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式(在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花)； 柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。

④内燃机的效率与压缩比、燃料的燃烧温度有关。柴油机汽缸的压缩比比汽油机更高，在压缩冲程末，柴油机把吸入的气体压缩得体积比汽油机更小，压强更大，温度也更高。

柴油机优点是能源利用率高，燃烧充分，油耗低，效率高，排放低，结构简单，可靠性高，经济，但功率小，发动机转速比较低(柴油发动机最高3500转，但汽油机最高可达6500转)，笨重。

汽油机优点是功率高，爆发性好，提速迅捷，但燃油利用率比较低，自身功耗比较大，发动机结构比较复杂。

⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。

二、热机效率

1.热机的效率：热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的能量之比，用来描述热机的性能。

热机的效率是热机性能的重要指标，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

输出有用功：输送到汽车轮子上对我们有用的那部分能量。W

有=Fs=Pt;Q

放

=mq或Vq。

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。

内燃机的效率比蒸汽机高，柴油机的效率比汽油机高。

2.热机能量损失的主要途径：燃料不完全燃烧损失能量、高温尾气带走能量、机器向外传热损失能量、克服摩擦做功消耗能量。

3.提高热机效率的途径：①使燃料充分燃烧；②尽量减小各种热量损失；③保持良好的润滑，合理调整运动零件之间的间隙，减小因克服摩擦阻力而额外消耗的功；④在热机的设计和制造上采用先进的技术。

4.热机造成的污染：大气污染(“温室效应”)、热污染(城市“热岛效应”)、噪声污染。

保护环境的措施：①利用绿色能源；②研究和开发低能耗、少污染的高性能热机，控制和减少污染；③改进燃烧设备，消除烟尘；④提高燃料的综合利用率；⑤在内燃机的排气管上安装消声器，减少噪声污染。

当手扶拖拉机的内燃机再现故障而使转速急剧增加，正常操作已经不能使它停转(这种故障叫做飞车)，则下列应急措施中可行的是：捂住进气口；立即找一个隔热的东西捂住排气口；脚踏刹车板，同时手拉制动器；让它空转，等油全部耗完时自动停下。

在公路上有一辆汽车和一台拖拉机，经检查都发生了故障且都是因为蓄电池坏了，无法使用，不能启动，有人建议，只要把它推动以后：汽车和拖拉机都能启动；只有汽车能启动；只有拖拉机能启动；都不能启动。

俗称电喷车的汽车采用电子燃油喷射系统，它用微电脑控制燃油的供应量和空气的吸入量，因而可使汽油燃烧得充分，提高发动机的效率。这种电喷车顶部既有火花塞，又有喷油嘴，在吸气冲程中只吸入空气，在压缩冲程末火花塞点火前喷入雾状汽油。

把火电站改造成热电站，利用废气来供热，这种既供电又供热的热电站，充分利用废气带走的热量，可以大大提高燃料的利用率。

烧水的铝壶底上有几个凹凸不平的同心圆圈：一是增大受热面积，提高烧水的效率；二是增强机械强度，使水壶更耐用。

2006-2007年度奇思妙想十大发明之一：六冲程引擎。这种引擎在完成四冲程工作后，把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力；第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的做功冲程，在第六冲程中发生的物态变化是液化。