改变世界的热机

改变世界的热机

一、知识要点：

1.热机是把__________转化成机械能的机械，最常见的是__________。

2.内燃机的四个冲程分别是__________、___________、___________、

___________，常见的内燃机有__________和__________。

3.热机的效率是________________________________，热机功率是

_____________________________________ 。

二、难点解析：

1.理解热机：

⑴.热机是把内能转化成机械能的机械；

⑵.热机的工作过程可以概括为：燃料的化学能转化为内能，再转化为机械能。

【例1】瓦特在前人的基础上改良了蒸汽机。下列有关蒸汽机的说法中，错误的是（）

A.很早以前，就有人设想将蒸汽作为动力使用；

B.瓦特改进、完善了蒸汽机，发明了冷凝剂、蒸汽机缸等部件；

C.瓦特研制的蒸汽机能适用不同工厂的需要，被称为“万能蒸汽机”；

D.蒸汽机工作时将机械能转化为内能；

【例2】下列装置中，将内能转化为机械能的是（）

A.热机；

B.发电机；

C.电动机；

D.电吹风机。

2.内燃机的四个冲程：

进气门排气门活塞运动曲轴运动能量转化

吸气冲程半周

压缩冲程半周机械能->内能

做功冲程半周内能->机械能

排气冲程半周

联系⑴.每个工作循环飞轮转，完成做功冲程；

⑵.在一个工作循环中，只有第三个冲程燃气对外做功，其他三个辅助冲程不但不做功，

还要消耗机械能；

⑶.第三冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为第三冲程做功提供基础；

⑷.飞轮具有惯性，完成除做功冲程外的其他三个冲程。

特别留意：四冲程汽油机一个工作循环是由四个冲程组成，活塞往

复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。

【例3】汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，如图表示的是其中

的__________冲程。在压缩冲程中，是通过方式

增加气体内能的。为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱，使

汽缸被水包围着，用水来降低汽缸体的温度是因为水

的。

【变式1】如图7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（）

【变式2】在做功冲程中，汽油机燃气的压强可达，柴油机燃气的压强可达

，如果汽油机和柴油机的活塞面积、活塞运动的距离都相同，则在一个做功冲程中柴油机与汽油机做功之比是（）

A.1:2；

B.2:1；

C.1:1；

D.4:1。

【例4】一台单缸柴油机，飞轮每分钟转 1800转，那么，1s内柴油机对外做功的次数是（）

A.1800次；

B.900次；

C.60次；

D.15次。

【练习3】一台单缸四冲程汽油机飞轮转速是1200r/min，则此汽油机1s内做功的次数和完成的冲程是（）

A.10次，40个冲程；

B.40次，80个冲程；

C.20次，40个冲程；

D.80次，80个冲程。

3.理解热机效率：

⑴.热机中，用来做有用功的那部分热量与燃料完全燃烧所放出的热量之比，叫做热机的效率：

W

´100%

Q

⑵.热机效率是一个比值，并且比值总小于1，没有单位。

【例5】一台柴油机，柴油完全燃烧放出8×107J的热量，损失了4.8×107J的热量，柴油机的效率是（）

A.30%；

B.40%；

C.42%；

D.48%。

【变式4】甲汽油机的效率比乙汽油机的效率大，这说明了（）

A.甲的功率一定比乙的大；

B.乙用的燃料一定比甲的省；

C.甲把热能转化为机械能的百分比一定比乙大；

D.相同时间内，甲做的功一定比乙做的功多。

【变式5】一辆汽车的发动机输出功率为66.13kW，每小时耗柴油14kg，则该汽车发动机的效率是多少？（柴油的燃烧值为4.3⨯107J/kg）

【变式6】（2011 山东聊城）用天然气灶烧水，燃料0.5m3的天然气，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水的比热容c＝4.2×103J（kg·℃），天然气的热值q＝7.0×107J/m3。求：[来源:中（1）0.5m3的天然气完全燃料放出的热量Q放。

（2）水吸收的热量Q吸。

（3）燃气灶的效率η。

【变式6】（2011安徽）随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百

姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km／h的速度在水平路面上匀速行驶

时，发动机的实际功率为20 kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值g=4．6

×107J／kg，小汽车发动机的效率为25％。求小汽车在这段路程中：

(1)运动的时间；(2)发动机所做的功；(3)消耗汽油的质量。

【例6】（第七届全国竞赛）国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸直径为65mm，活塞冲程长55mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58×lO5Pa,飞轮lmin转动1500转，当汽油机满负荷工作时，求：

(1)求这种汽油机满负荷时做功的功率；(不计摩擦损失)

(2)如果满负荷工作时每分钟消耗15g汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（汽油的热值为4.6⨯107J/kg）