改變世界的熱機

1、改變世界的熱機一、知識要點：1.熱機是把_轉(zhuǎn)化成機械能的機械，最常見的是_。2.內(nèi)燃機的四個沖程分別是_、_、_、_，常見的內(nèi)燃機有_和_。3.熱機的效率是_，熱機功率是_ 。二、難點解析：1.理解熱機：.熱機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能的機械；.熱機的工作過程可以概括為：燃料的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再轉(zhuǎn)化為機械能。【例1】瓦特在前人的基礎(chǔ)上改良了蒸汽機。下列有關(guān)蒸汽機的說法中，錯誤的是（ ）A. 很早以前，就有人設(shè)想將蒸汽作為動力使用；B. 瓦特改進、完善了蒸汽機，發(fā)明了冷凝劑、蒸汽機缸等部件；C. 瓦特研制的蒸汽機能適用不同工廠的需要，被稱為“萬能蒸汽機”；D. 蒸汽機工作時將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；【例2

2、】下列裝置中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是（ ）A.熱機；B.發(fā)電機；C.電動機；D.電吹風機。2.內(nèi)燃機的四個沖程：進氣門排氣門活塞運動曲軸運動能量轉(zhuǎn)化吸氣沖程半周壓縮沖程半周機械能->內(nèi)能做功沖程半周內(nèi)能->機械能排氣沖程半周聯(lián)系.每個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn) ，完成 做功沖程；.在一個工作循環(huán)中，只有第三個沖程燃氣對外做功，其他三個輔助沖程不但不做功，還要消耗機械能；.第三沖程為其他三個沖程提供能量，其他三個沖程為第三沖程做功提供基礎(chǔ)；.飛輪具有慣性，完成除做功沖程外的其他三個沖程。特別留意：四沖程汽油機一個工作循環(huán)是由四個沖程組成，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次?！纠?】汽油機的

3、一個工作循環(huán)由四個沖程組成，如圖表示的是其中的_沖程。在壓縮沖程中，是通過  方式增加氣體內(nèi)能的。為了降低汽缸體的溫度，汽缸外有一個水箱，使汽缸被水包圍著，用水來降低汽缸體的溫度是因為水的        ?！咀兪?】如圖7所示是四沖程汽油機的一個工作循環(huán)示意圖，其中屬于做功沖程的是（ ）【變式2】在做功沖程中，汽油機燃氣的壓強可達 ，柴油機燃氣的壓強可達 ，如果汽油機和柴油機的活塞面積、活塞運動的距離都相同，則在一個做功沖程中柴油機與汽油機做功之比是（ ）A.1:2；B.2:1；C.1:1；D.4:1。【例4】一臺單缸柴油機

4、，飛輪每分鐘轉(zhuǎn) 1800轉(zhuǎn)，那么，1s內(nèi)柴油機對外做功的次數(shù)是（ ）A.1800次；B.900次；C.60次；D.15次?！揪毩?】一臺單缸四沖程汽油機飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，則此汽油機1s內(nèi)做功的次數(shù)和完成的沖程是（ ）A.10次，40個沖程； B.40次，80個沖程；C.20次，40個沖程； D.80次，80個沖程。3.理解熱機效率：.熱機中，用來做有用功的那部分熱量與燃料完全燃燒所放出的熱量之比，叫做熱機的效率：.熱機效率是一個比值，并且比值總小于1，沒有單位。【例5】一臺柴油機，柴油完全燃燒放出8×107J的熱量，損失了4.8×107J的熱量，柴油機的效率是（

5、 ）A.30%；B.40%； C.42%； D.48%。【變式4】甲汽油機的效率比乙汽油機的效率大，這說明了（ ）A.甲的功率一定比乙的大； B.乙用的燃料一定比甲的?。籆.甲把熱能轉(zhuǎn)化為機械能的百分比一定比乙大； D.相同時間內(nèi)，甲做的功一定比乙做的功多。【變式5】一輛汽車的發(fā)動機輸出功率為66.13kW，每小時耗柴油14kg，則該汽車發(fā)動機的效率是多少？（柴油的燃燒值為4.3107J/kg）【變式6】（2011 山東聊城）用天然氣灶燒水，燃料0.5m3的天然氣，使100kg的水從20升高到70。已知水的比熱容c4.2×103J（kg·），天然氣的熱值q7.0×

6、107J/m3。求：來源:中（1）0.5m3的天然氣完全燃料放出的熱量Q放。（2）水吸收的熱量Q吸。（3）燃氣灶的效率。【變式6】（2011安徽）隨著人們生活水平的日益提高，小汽車越來越多地走進了百姓人家。一輛使用汽油為燃料的小汽車，以72kmh的速度在水平路面上勻速行駛時，發(fā)動機的實際功率為20 kW。若小汽車行駛的距離為100km，汽油的熱值g=46×107Jkg，小汽車發(fā)動機的效率為25。求小汽車在這段路程中： (1)運動的時間；(2)發(fā)動機所做的功；(3)消耗汽油的質(zhì)量。【例6】（第七屆全國競賽）國產(chǎn)165型單缸四沖程汽油機的汽缸直徑為65mm，活塞沖程長55mm，滿負荷工作

7、時做功沖程燃氣的平均壓強為9.58×lO5Pa,飛輪lmin轉(zhuǎn)動1500轉(zhuǎn)，當汽油機滿負荷工作時，求：(1)求這種汽油機滿負荷時做功的功率；(不計摩擦損失)(2)如果滿負荷工作時每分鐘消耗15g汽油，這種汽油機把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率是多少？（汽油的熱值為4.6107J/kg）三、即學即練：1.內(nèi)能的重要應(yīng)用：一是可以用它          ，二是可以用它            

8、; 。 2.（2010 遵義）在我國實施的“西氣東輸”工程中，西部地區(qū)的天然氣被送到缺乏源的東部地區(qū)。天然氣與煤相比，從熱學角度分析它突出的優(yōu)點是    ；從環(huán)保角度分析它突出的優(yōu)點是 (天然氣、煤的熱值分別是1.14×108J/kg、3×107Jkg)。3.常見的內(nèi)燃機有        和      兩種。四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)是由        &#

9、160; 、           、            和            四個沖程組成的。在一個工作循環(huán)中，曲軸轉(zhuǎn)動       周，燃氣對活塞做功     

10、  次。 4.航天工業(yè)中的火箭是用液態(tài)氫作為燃料的，因為液態(tài)氫具有的優(yōu)點是（    ）A.比氣態(tài)氫易燃燒； B.傳熱本領(lǐng)較小；C.熱值較大；D.熱膨脹較小。5.（2010 上海）四沖程汽油機在工作過程中，將燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是（   ）A.吸氣沖程；B.壓縮沖程；C.做功沖程；D.排氣沖程。 6.一臺內(nèi)燃機運行時各種消耗大致為：氣缸散熱損失占25%，廢氣帶走的能量占30%，摩擦等機械損耗占10%，則它的機械效率為 。 7.美國大眾科學雜志評出年度奇思妙想十大發(fā)明，其中最引人注意的是“六沖程引擎”，這種引擎在完成四沖

11、程工作后，會把水注入汽缸，使水瞬間變成水蒸氣，從而帶動活塞運動，產(chǎn)生第五沖程，為汽車提供動力。第六沖程是讓水蒸氣進入冷凝器，變成可再次注入汽缸的水。其中第五沖程相當于四沖程內(nèi)燃機的 沖程，請你指出該“六沖程引擎”的一個優(yōu)點： 。 8.木炭的熱值是3.4×107J/kg，完全燃燒1kg木炭所放出的熱量都用來做功，可使質(zhì)量是1t的物體勻速升高（g取10N/kg）（ ）A.3.4×107m；B.3.4×104m；C.3.4×103m；D.無法確定。9.一臺四沖程內(nèi)燃機飛輪轉(zhuǎn)速為1800rmin，它1 s完成了（ ）   A.30個沖程，做了

12、30沖功；B.60個沖程，做了60次功；C.120個沖程，做了30次功；D.60個沖程，做了15次功。10.柴油機甲的功率是乙的15倍，甲的效率為20，乙的效率為25，那么甲與乙每小時消耗的油量之比為（ ）A.15:8；B.6:5；C.5:6；D.8:15。  11.一單缸汽油機的飛輪的轉(zhuǎn)速為每分鐘為600轉(zhuǎn)，設(shè)做功沖程中燃氣對活塞的壓強為p=5×103Pa不變，做功沖程中活塞移動的距離為L0.2m，活塞的面積S100cm2，求汽油機的效率。12.能量可以相互轉(zhuǎn)化.將圖中各能量之間轉(zhuǎn)化的實例根據(jù)例(1)的形式將其他空填完整：(1)鉆木取火.(2)_.(3)_.(4

13、)_.(5)_.(6)_.(7)_. 13.用來燒水的鋁壺底上，有幾個凹凸不平的圓圈，利用所學的物理知識，猜想一下有什么作用？14.如圖所示，在試管中裝一些水，用軟木塞塞住，拿酒精燈加熱，使水沸騰，水蒸氣把木塞沖出去，從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度看：酒精燃燒，酒精的 能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，通過 方式傳給 和 ，它們吸熱，內(nèi)能增加， 對木塞做功將自身的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的 。15.自制家用太陽能熱水器的效率在夏天可達50%，已知在地球表面，晴天時垂直于太陽光的表面接收到的熱輻射為1.26×103J/(m2·s) ，如果曬水箱內(nèi)有水40kg，曬水箱接收陽光垂直照射的面積始終是1.5m2，計算要

14、使水溫上升30，需要多長時間？【2011中考對接】1（2010年湖南湘潭）右圖是內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（ ） A壓縮沖程，將化學能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 B壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 C做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化 成機械能 D做功沖程，將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能2(2010湖北宜昌)摩托車上的熱機工作時提供動力的沖程是（ ）A吸氣沖程  B壓縮沖程  C做功沖程  D排氣沖程3（2011廣安）下列說法中錯誤的是 ( )A水沸騰后繼續(xù)加熱，水的溫度會升高 B能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生C熱機的做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D擴散現(xiàn)象說明：一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動4

15、（2011陜西）雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料，以下說法正確的是（ ）A燃料的熱值越大，燃燒時放出的熱量越多B以天然氣為燃料，汽車發(fā)動機的效率可以達到100%C在壓縮沖程中，燃料混合物的溫度升高，內(nèi)能增大D汽油與天然氣相比，燃燒時汽油對環(huán)境的污染較小5（2011山西）用酒精燈給試管加熱，如圖所示，試管口軟木塞沖出的過程中，下列說法正確的是 ( ) A水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣內(nèi)能增大B水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機械能C能量的轉(zhuǎn)化與熱機壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同D試管口的"白氣"是水蒸氣汽化形成的6（2011濰坊）下列說法，正確的是（ ）A橡皮筋被拉長后，分子之間只有引力B建筑工

16、地上，汽車駛過時塵土飛揚，這是一種擴散現(xiàn)象C用鋸鋸木頭，鋸條發(fā)熱這是通過做功改變物體的內(nèi)能D四沖程汽油機的做功沖程使汽車獲得動力7（2011大連）一杯開水經(jīng)過一段時間后，變?yōu)橐槐氐乃?，則（ ）A水的內(nèi)能變小 B水分子平均動能變小C水分子平均速度變大 D水的比熱容變小8（2011達州）下列有關(guān)熱的說法正確的是（ ）A晶體在熔化過程中溫度不變，內(nèi)能也不變 B內(nèi)燃機的壓縮沖程，主要是用熱傳遞的方法增加了氣缸內(nèi)的物質(zhì)的內(nèi)能 C用水作汽車冷卻液，是因為水的比熱容大 D柴油機的效率比汽油機的效率高，是因為柴油的熱值比汽油的熱值大9（2011重慶市）下列現(xiàn)象與物理知識相對應(yīng)的是（ ）A深秋早晨的霧液化B

17、磁鐵能吸引大頭針分子間存在引力來源:中.教.網(wǎng)zC灰塵在空中飛舞分子在永不停息地運動D冬季人們常用熱水袋取暖做功改變物體內(nèi)能10（2011南京）小明根據(jù)所學的物理知識并結(jié)合下列表格中的數(shù)據(jù)，得出以下四個結(jié)論，其中正確的是( ) A寒冬季節(jié)盛有水的水缸放在室外不可能破裂B標準大氣壓下，鋁在660時一定處于固液共存狀態(tài)C體積相等的鐵球和鋁球，如果它們的質(zhì)量相等，鐵球可能是實心的D質(zhì)量試題相等的實心鐵塊和實心鋁塊，升高相同的溫度，鋁塊吸收的熱量較多11（2011揚州）太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，下表是小明家的太陽能熱水器某天在陽光照射下的相關(guān)信息太陽照射時間h裝水量 Kg吸熱板面積m

18、2水升高的溫度水的比熱容J(kg)1太陽輻射功率J(m2 h)1101002.5504.2×1031. 68×106其中太陽輻射功率是指1h內(nèi)投射到1m2面積上的太陽能求：(1)水在10h內(nèi)吸收的熱量； (2)如果水吸收的熱量用天然氣來提供，需要完全燃燒多少m3的天然氣；（天然氣的熱值為8.4×l07Jm3，天然氣完全燃燒放出的熱量全部給水吸收） (3)該太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)化效率【直升競賽】1.（07成外）通過學習內(nèi)能、熱機的知識，可知（ ）A.物體運動的動能與所有分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能；B.改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞；C.在熱機的一個工作循環(huán)中，燃氣做功四次；D.在做功的沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。（蚌埠二中直升）一臺效率為40%的柴油機，當輸出344×107J有用功時，消耗的柴油質(zhì)量是多少？（柴油的熱值是43×107J/kg） （ ）A0.8kgB2kg C0.32kgD2.8kg（第十七屆全