熱機(jī)及熱機(jī)效率精彩試題及解答

1、熱機(jī)及熱機(jī)效率思考：如圖所示在試管里裝些水，用橡皮塞塞住 加熱使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象？討論這 個(gè)過程中能量的變化？這個(gè)實(shí)驗(yàn)向同學(xué)們展示了人類利用能的過程。燃料的化學(xué)能通過燃料轉(zhuǎn)化為能，又通過做功， 把能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱機(jī)的種類很多，例如蒸汽機(jī)、 燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等，盡管它們的構(gòu)造各不 相同但都是把能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。熱機(jī)的廣泛使用，使人類邁入了工業(yè)化社會1、熱機(jī)：將能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。2、燃機(jī)：燃機(jī)是最常見的熱機(jī)；汽油機(jī)、柴油機(jī)是最常見的燃機(jī)。3、四沖程汽油機(jī)：活塞在氣缸往復(fù)運(yùn)動是，從氣缸的一端運(yùn)動到另一端的過程, 叫做沖程。多數(shù)汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、燃燒一一膨脹做功、排氣四個(gè)沖

2、程的不 斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。吸氣沖程：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，汽油和空氣的混合物 進(jìn)入氣缸。壓縮沖程：進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，燃料混合物被壓縮。做功沖程：在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，是燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生 高溫高壓的氣體，高溫高壓的氣體推動活塞向下運(yùn)動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，從而做功排氣過程：進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，把廢氣排出氣缸。 壓縮沖程把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能，做功沖程把能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。4、熱機(jī)的效率討論交流：熱機(jī)工作時(shí)，能不能將 燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來對外做有 用功呢？由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷ν庾鲇腥剂袭a(chǎn)生能呈機(jī)件蚩熱 散失燃燒不丨機(jī)件摩 完全援損

3、失做有用功廢氣帶走用功的能量只占燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分 熱機(jī)定律熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率,即：熱量：指的是由于溫差的存在而導(dǎo)致的能量轉(zhuǎn)化過程中所轉(zhuǎn)移的能量。蒸汽機(jī)的效率很低，只有6%-15%燃機(jī)效率比蒸汽機(jī)的高，汽油機(jī)的效率 為20%-30%柴油機(jī)的效率為30%- 45%熱機(jī)效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。關(guān)于能的利用和環(huán)境保護(hù)的問題。要知道工業(yè)企業(yè)，交通運(yùn)輸工具，家庭爐 灶和取暖設(shè)備，它們都要用煤、石油等燃料，以取得和應(yīng)用能。它們排放的煙塵 廢氣是大氣污染的主要來源。大氣污染不但直接危害人體健康，而且會影響植物的正常生長，甚至影響全 球的氣候。保護(hù)

4、環(huán)境，控制和消除大氣污染，已經(jīng)成為當(dāng)前需要解決的重要課題?！局R問答】這一部分主要是為了加深學(xué)生對概念的認(rèn)識以及理解， 并進(jìn)一步的去討論探 究。問1:怎樣更深刻地理解四沖程汽油機(jī)的工作過程?答：四沖程汽油機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)包括四個(gè)沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣，這四個(gè)沖程中只有做功沖程（即燃燒一膨脹做 功沖程）對外做功，它是靠燃料（汽油）在汽缸中 燃燒，生成高溫高壓的燃?xì)猓細(xì)馔苿踊钊麑ν庾?功，實(shí)現(xiàn)了能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，從而使汽車獲得了動 力（機(jī)械能），而且其他三個(gè)沖程信息快遞：每完成一個(gè)工作循環(huán)，活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)兩/ 次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周燃?xì)鈱ν庾龉σ淮?靠飛輪的慣性來完成，吸氣、壓縮、排氣沖程需消

5、耗機(jī)械能，其中壓縮沖程機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為能形成高溫高壓燃油氣體混合物，遇電火花而猛烈燃燒，獲得更大的能, 在這其中，還存在燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為能的能量轉(zhuǎn)化形式。問2:怎樣從熱機(jī)的效率來理解提高燃料的利用率?答：們知道，熱機(jī)我的效率做有用功的能量 燃料完全燃燒放出的能，其中，燃料完全燃燒放出的能量即為熱機(jī)的燃?xì)饽埽細(xì)饽?散熱損失能量+機(jī)械損失能量（克服摩 擦）+有用機(jī)械能。從上面的等式中可看出，要提高熱機(jī)效率可盡量減少各種能量損失，其中減少燃?xì)獾哪軗p失是有效措施就是重新利用燃?xì)饽埽ㄈ鐭犭娬荆?，這樣可提高燃料利用率。當(dāng)然，現(xiàn)代化的新型熱機(jī)（比如課本 P117介紹的現(xiàn)代汽車的發(fā)動機(jī)利 用微電腦控制） 的

6、噴油系統(tǒng)， 可提高燃油在汽車中的燃燒效率， 從而業(yè)可提高燃 料的利用率。 作為當(dāng)今石油等能源物質(zhì)的嚴(yán)重匱乏而又必須面臨的嚴(yán)峻事實(shí)， 提 高燃料的利用率的問題就顯得尤為重要。 我們作為新世紀(jì)祖國建設(shè)的接班人， 在 這個(gè)問題上有著很廣闊的探索空間， 我們希望有更多的同學(xué)將來在汽車工業(yè)、 能 源開發(fā)遇利用等方面做一個(gè)科技型的節(jié)能專家。問：為什么熱機(jī)的效率比較低？答：根據(jù)熱機(jī)效率的定義可知， 熱機(jī)的效率比較低， 說明熱機(jī)中燃料完全燃 燒放出的能量中用來做有用功的部分比較少。 為什么會比較少呢？要回答這個(gè)問 題，先要弄清熱機(jī)工作過程中有哪些損失能量的原因， 歸納起來應(yīng)該有以下幾個(gè) 原因：（ 1）燃料并未

7、完全燃燒，使部分能量白白浪費(fèi)掉了。例如，一輛汽車從身邊 駛過，有時(shí)我們從汽車排出的氣體中嗅到了汽油味， 這說明汽油機(jī)中的汽油未完 全燃燒。（ 2）熱機(jī)工作的排氣沖程要將廢氣排出， 而排出的氣體中還具有能， 另外汽 缸壁等也會傳走一部分能。（3）由于熱機(jī)各零部件之間有摩擦，需要克服做功而消耗部分能量。（ 4）曲軸獲得的機(jī)械能也未完全用來對外做功， 而有一部分傳給飛輪以維持 其繼續(xù)轉(zhuǎn)動，這部分雖然是機(jī)械能，但不能稱之為有用功。 據(jù)上所述，熱機(jī)中能量損失的原因這么多，所以熱機(jī)的效率一般都比較低【典型例題】例 1：汽油機(jī)工作過程由四個(gè)沖程組成，在這些沖程中，能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的 是（ ）A. 吸氣沖程 B

8、. 壓縮沖程 C. 做功沖程 D. 排氣沖程 選題目的：本題用于考查知道汽油機(jī)工作過程由四個(gè)沖程組成， 考查理解在 汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的情況。解析：知道汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中， 只有在做功沖程與壓縮沖程中發(fā)生能 量轉(zhuǎn)化且只有在做功沖程中， 是將燃?xì)獾哪苻D(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。 本題易錯(cuò)點(diǎn) 是不知道汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中， 發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的情況。 汽油機(jī)工作中發(fā)生能 量轉(zhuǎn)化的情況是將燃?xì)馊紵a(chǎn)生的能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。 在汽油機(jī)工作過程中 只在做功沖程中完成這種能量轉(zhuǎn)化， 而其他的幾個(gè)沖程都是輔助沖程， 因此，在 分析汽油機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化的情況時(shí)， 只要明確汽油機(jī)工作原理， 理

9、解汽 油機(jī)工作的四個(gè)沖程中， 只有在做功沖程與壓縮沖程中發(fā)生能量轉(zhuǎn)化， 就能得出 正確答案。在汽油機(jī)工作過程中， 只有在做功沖程與壓縮沖程中發(fā)生能量轉(zhuǎn)化 在壓縮 沖程中主要是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體的能。 在做功沖程中， 主要是將氣體的能轉(zhuǎn)化 為活塞的機(jī)械能。答案：選 C例 2 ： 有關(guān)四沖程燃機(jī)的敘述中，不正確的是（）A. 工作中只有做功沖程把能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B. 工作中壓縮沖程是把能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C. 工作開始時(shí)要靠外力啟動D. 每一個(gè)工作循環(huán)，燃?xì)庵蛔龉σ淮芜x題目的： 知道汽油機(jī)的工作原理及工作過程中能量的轉(zhuǎn)化。知識點(diǎn) 熱機(jī)的工作原理及工作過程中能量的轉(zhuǎn)化情況。闖關(guān)點(diǎn)撥 吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)

10、沖程構(gòu)成了燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)。 解析 在燃機(jī)的四個(gè)沖程中，只有在做功沖程中，燃?xì)獠艑ν庾龉?，能轉(zhuǎn)化 為機(jī)械能。壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能。 燃機(jī)開始工作時(shí)需要外力啟動，所以，A、C、D所說的都是對的。答案： 選 B例 3 甲、乙兩汽車，甲的汽油機(jī)效率比乙的汽油機(jī)效率高，這表明（）A. 甲做功比乙多B. 甲做功比乙快C. 甲消耗的汽油比乙少D. 以相同的牽引力行駛相同的路程，甲耗油比乙少選題目的： 認(rèn)識熱機(jī)的效率，并會進(jìn)行有關(guān)的計(jì)算。知識點(diǎn) 考查對熱機(jī)效率的理解。闖關(guān)點(diǎn)撥 熱機(jī)的效率與功率、做功的多少沒有必然聯(lián)系。解析 汽油機(jī)做功的多少由牽引力的大小和汽車前進(jìn)的距離的大小有關(guān)，與汽油機(jī)的效率無關(guān)，

11、所以A不正確；汽油機(jī)做功的快慢是由汽油機(jī)的功率決定的， 與汽油機(jī)的效率無關(guān)，故B不正確；汽油機(jī)做功的多少沒有確定，其耗油量 也不能確定，故C也是錯(cuò)誤的。在D選項(xiàng)中，由W=F旳知，兩汽油機(jī)做的功 相等，由于甲的效率高，故甲耗油少。答案選D例4：關(guān)于熱機(jī)的效率，以下說法中正確的是（）A. 熱機(jī)做的有用功越多，效率就一定越咼B. 熱機(jī)的功率大，效率就一定咼C. 熱機(jī)單位時(shí)間里耗費(fèi)的燃料少，熱機(jī)的效率就一定高D. 以上說法都不對選題目的：理解熱機(jī)的效率，并判斷習(xí)題的正確性。解析：熱機(jī)的效率是用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比.熱機(jī)做的有用功多，但消耗的燃料完全燃燒所放出的能量沒有確定

12、， 就無法 比較熱機(jī)的效率的高低。熱機(jī)的功率大，只表示單位時(shí)間做的有用功多。在熱機(jī) 單位時(shí)間里所消耗燃料完全燃燒所放出的能量沒有確定的情況下， 也無法判斷熱 機(jī)效率高低。熱機(jī)單位時(shí)間里消耗的燃料少，在熱機(jī)功率沒有確定的情況下，無 法確定單位時(shí)間里熱機(jī)所做的有用功的多少，因而無法判斷熱機(jī)的效率高低。例5:汽油機(jī)的效率往往比柴油機(jī)低，這說明（）A. 汽油機(jī)的功率比柴油機(jī)小B.汽油機(jī)做的功比柴油機(jī)少C. 柴油機(jī)消耗柴油多D. 柴油機(jī)的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的百分比大解析：熱機(jī)的效率與功率、做功多少沒有直接關(guān)系。例6：火箭常用液態(tài)氫作燃料，相同質(zhì)量的氫和汽油完全燃燒，氫放出的熱量約為汽油的3倍下列說確的是（）

13、A. 火箭發(fā)動機(jī)是一種熱機(jī)B. B.氫的熱值約為汽油熱值的三分之一C火箭上升時(shí)，以發(fā)射塔為參照物，火箭是靜止的D.火箭加速上升過程中，機(jī)械能保持不變知識點(diǎn)：A、通過燃燒燃料獲得能，又通過做功，把能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的機(jī)器叫熱 機(jī)，火箭利用的是噴氣發(fā)動機(jī)；B 、根據(jù)我們對于氫和汽油熱值的了解和計(jì)算做出判斷；C 、主要看火箭和發(fā)射塔之間的距離是否發(fā)生變化，從而得出結(jié)論；D 、分析火箭上升時(shí)動能和勢能的變化，得出機(jī)械能的變化情況.解析：A、火箭發(fā)動機(jī)也是靠燃燒燃料獲得動力的，是熱機(jī)，所以A是正確的；B 、氫的熱值是1.4 X 108J/kg，汽油的熱值是4.6 X 107J/kg，氫的熱值約為 汽油熱值的

14、三倍，所以B是錯(cuò)誤的；C 、火箭發(fā)射時(shí)，火箭離發(fā)射塔的距離越來越大，以發(fā)射塔為參照物，火 箭是運(yùn)動的，所以C是錯(cuò)誤的；D 、火箭加速上升時(shí)，質(zhì)量一定，速度變大，動能變大，高度變大，重力 勢能變大，機(jī)械能變大，所以 D是錯(cuò)誤的.答案：選A.點(diǎn)評：此題考查的是火箭上用到的物理知識，體現(xiàn)了物體知識應(yīng)用于生活的物理 理念；我們不僅要學(xué)習(xí)物理知識，更要學(xué)習(xí)物理知識的應(yīng)用能力， 這才是我們學(xué) 習(xí)的根本目的?？键c(diǎn)：熱機(jī)；運(yùn)動和靜止的相對性；動能大小的比較；勢能大小的比較；機(jī)械能; 燃料的熱值.【知識回顧】一、填空題1. 燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒的過程中，燃料的 化學(xué) 能轉(zhuǎn)化為能，也就是通常所說的釋放

15、出能量。2. 燃機(jī)效率總小于 1，這是因?yàn)椋?1) ，(2)?_，(3) ，(4)。3. 一般燃機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)具有個(gè)沖程，其中壓縮沖程和做功沖程分別是第和第沖程。在壓縮沖程里 亡轉(zhuǎn)變?yōu)槟?，在做功沖程里能轉(zhuǎn)化為能。4. 干木材的熱值是1.2 X 107J/kg，要放出3.6 X 107J的熱量，需要完全燃燒kg的干木材.5. 汽油機(jī)是用 燃料燃燒的，這種點(diǎn)火方式叫做 ，柴油機(jī)是在中程末，向氣缸噴射，它在遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過它的燃點(diǎn)的熱空氣中 立即燃燒，這種點(diǎn)火方式叫做。6. 柴油機(jī)和汽油機(jī)在吸氣沖程中的不同是：汽油機(jī)吸入氣缸里的是 ，柴油機(jī)吸入氣缸里的是。7. 用來做 E部分能量和燃料 出的能量之比，叫

16、做熱機(jī)的效率，提高熱機(jī)效率的途徑是。8. 一臺單缸四沖程柴油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速為 3 600轉(zhuǎn)/分，該柴油機(jī)活塞1 s對外做功次。若其效率為40%消耗5 kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是Jo （q 柴油=4.3 X 107 J/kg）9 .柴油機(jī)工作時(shí)，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能的是 沖程，能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是 沖程，沖程是靠飛輪的慣性完成的。每個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù) ，曲軸轉(zhuǎn)動 o10.汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由四個(gè)沖程組成，其中在做功沖程中燃?xì)鈱钊龉Γ瑢?shí)現(xiàn)了 亡向能的轉(zhuǎn)化。圖15-11表示的是汽油機(jī)的 沖程（填沖程的名稱）。圖 15-11二、判斷題1. 一臺單缸汽油機(jī)，飛輪每分鐘轉(zhuǎn) 600轉(zhuǎn)，那么這臺汽油機(jī)每分鐘完成

17、 300個(gè)工作循環(huán)。（）2. 熱機(jī)的效率總小于或等于1o （）3. 總的看來，燃機(jī)實(shí)現(xiàn)了能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化，但在它的工作過程中，也有機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能的過程。（）4. 通過不斷的改進(jìn)和革新，爐子的效率最終可以達(dá)到100% （）5. 四沖程燃機(jī)中，只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾龉?。（?. 為了安裝檢修方便，氣缸都制成水平對分，運(yùn)用于上、下氣缸通過水平結(jié)合的 螺栓緊密連接。（）7. 單元汽輪機(jī)組合冷態(tài)啟動時(shí)，一般采用低壓熱蒸汽機(jī)沖動汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子8. 氣體燃料的污染小，普及煤氣和天然氣的使用是解決大氣污染的主要措施。（）三、選擇題1 摩托車上的熱機(jī)工作時(shí)提供動力的沖程是（）A. 吸氣沖程 B 壓縮沖程 C 做功

18、沖程 D 排氣沖程2. （多選）下列說確的是（）A. 溫度高的物體具有的能多，溫度低的物體具有的能少B夏日，在照射下，地面溫度高于湖水表面溫度是因?yàn)樗谋葻崛葺^大C塑料吸盤能牢牢地吸附在玻璃上，說明分子間存在著吸引力D.物體吸收熱量，能一定增加，溫度可能升高3. 雙燃料汽車以天然氣或汽油作為燃料，以下說確的是（）A. 燃料的熱值越大，燃燒時(shí)放出的熱量越多B以天然氣為燃料，汽車發(fā)動機(jī)的效率可以達(dá)到 100%C. 在壓縮沖程中，燃料混合物的溫度升高，能增大D. 汽油與天然氣相比，燃燒時(shí)汽油對環(huán)境的污染較小4. 根據(jù)表中幾種物質(zhì)的比熱容，判斷下列說法中不正確的是（）物質(zhì) 比熱容/J?kg 1?C 1

19、物質(zhì) 比熱容/J?kg 1?C 1水銀 0.14 X 103 沙石 0.92 X 103水 4.2 X 103 冰 2.1 X 103A. 制作體溫計(jì)常用水銀做介質(zhì)，原因之一是水銀的比熱容小B北方樓房中的暖氣用水做介質(zhì)，利用了水的比熱容大的特性C由于水比沙石的比熱容大，所以陸地區(qū)的晝夜溫差比沿海地區(qū)大D.由于水比冰的比熱容大，所以冷卻食品時(shí) 0 °C的水比0 °C的冰效果好5. 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，下列說確的是（）A. 水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣能增大B. 水蒸氣的能轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能C. 能量的轉(zhuǎn)化與熱機(jī)壓縮沖程能量轉(zhuǎn)化相同D. 試管

20、口的“白氣”是水蒸氣汽化形成的6. 關(guān)于四沖程汽油機(jī)，下列判斷正確的是（）A. 四沖程的順序適當(dāng)調(diào)整，汽油機(jī)也能工作B. 三個(gè)輔助沖程如果減少一個(gè)，汽油機(jī)也能工作C三個(gè)輔助沖程需要靠外力來完成D.四沖程只有第三沖程對外做功，把燃料燃燒釋放的能的一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能7. 以下提高熱機(jī)效率的做法錯(cuò)誤的是（）A. 盡量減小熱機(jī)功率B.盡量使燃料充分燃燒C保證轉(zhuǎn)動部分良好的潤滑D.盡量減少各種熱損失8. 如圖16-4-2所示是燃機(jī)的能流圖，則燃機(jī)的效率可以表示為（）D.A. n =C. n = (E1 - E3+E4)/EX 100%n =(E2/E) X 100%n =(E1/E) X 100%9.

21、關(guān)于“熱機(jī)”，下列說法中正確的是（A.做功沖程的能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能B. 改進(jìn)技術(shù)，可以使熱機(jī)的效率達(dá)到 100%C. 用水循環(huán)來降低熱機(jī)的溫度，主要是利用水蒸發(fā)時(shí)吸熱的特性D. 冬天晚上要把熱機(jī)水箱中的水放出，是防止氣溫降低時(shí)水凝固脹壞水箱10. 某摩托車的效率為34%，某汽車的效率為29%，這說明了（）A.摩托車比汽車的功率大B. 摩托車比汽車做的有用功多C. 使用摩托車比使用汽車做功多D. 燃燒相同的燃料，摩托車將能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能比汽車多11. 下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說法中正確的是（）A. 熱機(jī)的大量使用會造成環(huán)境污染B. 所有的熱機(jī)都是用汽油作燃料C. 汽車排出的尾氣都是有毒氣體D

22、. 熱機(jī)所產(chǎn)生的噪聲，可以被熱機(jī)上的消聲器完全消除12. 下圖中表示做功沖程的示意圖是()13. 兩部汽油機(jī)A和B,若A的功率較大，A的效率也較高，使A、B完成相等的 有用功，貝9()A. A汽油機(jī)消耗的汽油較少，用的時(shí)間較短B. B汽油機(jī)消耗的汽油較少，用的時(shí)間較短C. A、B二汽油機(jī)消耗的汽油一樣多，用的時(shí)間一樣長D. 無法確定四、簡答題1、為什么熱機(jī)的效率比較低？2、 我們經(jīng)?？梢钥吹狡噰姾跓煹那榫埃渲饕蚴瞧腿紵怀浞?試分析這對熱機(jī)的效率有何影響？五、解答題1、 某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30 cm2, 一個(gè)沖程活塞在氣缸中移動的距離是50 mm滿負(fù)荷工作時(shí)做功沖程燃

23、氣的平均壓強(qiáng)為9.0 X 105 Pa,飛輪1min轉(zhuǎn)動1 800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時(shí)(不計(jì)摩擦)，求：(1) 做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Γ?2) 個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓Γ?3) 汽油機(jī)的功率。2、 一輛轎車在平直的高速公路上勻速行駛1.8km，轎車上的速度表如圖15-12 所示，在此過程中(1) 轎車速度為多少km/h ?合多少m/s?(2) 若轎車行駛過程中發(fā)動機(jī)的功率為 40kW則該車 行駛中所受阻力多大？(3) 這段過程中轎車消耗汽油 0.25kg，其發(fā)動機(jī)的效 率多大？( q汽油=4.6 x 10 J/kg )3、垃圾是城市生活的“副產(chǎn)品”。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2000年我國城市垃

24、圾總量約1.5億噸，并且每年以8%1 勺速度在增長。如何處理這些垃圾已成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問題。 現(xiàn)在，人們處理生活垃圾的方法通 常有兩種：一種是集中填埋；另一種是利用垃圾中的可燃物質(zhì)進(jìn)行燃燒發(fā)電，研究表明：生活垃圾的平均熱值為6.27 x 106J/kg。利用垃圾作為燃料建立發(fā)電廠， 每燃燒1噸生活垃圾可以發(fā)電8.64 x 108J。省某人大代表提議，在市郊區(qū)興建 一座規(guī)模為2臺1.2 xl04kW發(fā)電機(jī)的垃圾處理發(fā)電廠。問：(1) 1t垃圾完全燃燒產(chǎn)生的熱量是多少焦？(2) 燃燒垃圾發(fā)電的效率是多少？(3) 請你從環(huán)保、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)等角度簡述興建垃圾發(fā)電廠的意義。【中考擷要】本節(jié)的中考考點(diǎn)有：

25、結(jié)合熱值的概念，計(jì)算燃料燃燒時(shí)放出的熱量，燃燒過 程與吸熱過程的綜合；判斷燃機(jī)工作過程中能量的轉(zhuǎn)化；根據(jù)熱機(jī)效率的意義， 尋求提高熱機(jī)效率的途徑。最近兩年中，關(guān)于熱機(jī)效率的中考試題出現(xiàn)的頻率較【中考集錦】1、( 2008?)下列關(guān)于熱機(jī)和環(huán)境保護(hù)的說法中，正確的是()A. 熱機(jī)排出的尾氣沒有能B. 熱機(jī)的效率能達(dá)到100%C熱機(jī)都是使用汽油作燃料D.熱機(jī)的大量使用會造成環(huán)境污染考點(diǎn)：熱機(jī)；能的概念；熱機(jī)的效率；能量的轉(zhuǎn)化。專題：應(yīng)用題；學(xué)科綜合題。分析：一切物體在任何溫度下都有能；任何機(jī)器的效率都不可避免的做額外功，效率不可能達(dá)到100%利用能做功的機(jī)器叫做熱機(jī)，在能做功的過程中，首先由 燃料

26、的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為能， 再通過做功，將能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱機(jī)的種類 有很多，像老式火車的蒸汽機(jī)（燃燒煤）、汽車的燃機(jī)（燃燒汽油）、發(fā)電廠的汽 輪機(jī)（燃燒煤）、火箭的噴氣發(fā)動機(jī)（燃燒氫）都是利用能做功的機(jī)器；熱機(jī)多 數(shù)燃燒的都是化石燃料，燃燒時(shí)產(chǎn)生氮氧化合物等有害氣體，會造成環(huán)境污染。 解答：解：A、一切物體在任何溫度下都有能，所以熱機(jī)排放的尾氣也有能，所 以A是錯(cuò)誤的；B、熱機(jī)在工作時(shí)不可避免的要克服機(jī)械部件間的摩擦做額外功，機(jī)械效率不可 能達(dá)到100%所以B是錯(cuò)誤的；C、汽油機(jī)燃燒汽油，柴油機(jī)燃燒柴油，蒸汽機(jī)燃燒煤，并不是所有的熱機(jī)都燃燒汽油的，所以C是錯(cuò)誤的；D熱機(jī)在使用時(shí)會排放出一些有

27、害的氣體，造成環(huán)境污染，所以D是正確的。答案：Do點(diǎn)評：熱機(jī)的使用會帶來環(huán)境問題，效率也比較低，是需要改進(jìn)的地方，這也就 需要我們的努力；我們要認(rèn)真的學(xué)習(xí)物理知識，運(yùn)用我們所學(xué)的物理知識來改變我們的生活。2、（ 2008?密云縣）關(guān)于熱機(jī)，下列說法是正確的（）A. 汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞B. 柴油機(jī)在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸人氣缸C. 汽油機(jī)在做功沖程中，進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門打開D. 汽油機(jī)在做功沖程中，是把能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能考點(diǎn)：熱機(jī).分析：汽油機(jī)的頂端是火花塞，吸氣沖程中吸進(jìn)的是汽油和空氣的混合物；柴油機(jī)的頂端是噴油嘴，吸氣沖程中吸進(jìn)的是空氣.汽油機(jī)的做功沖程中，進(jìn)氣門和

28、排氣門都是關(guān)閉的，汽油和空氣的混合物越到明 火劇烈燃燒，產(chǎn)生了高溫高壓的燃?xì)猓苿踊钊\(yùn)動，將燃?xì)獾哪苻D(zhuǎn)化為活塞運(yùn) 動的機(jī)械能.解答：解：A、汽油機(jī)頂部有火花塞，柴油機(jī)頂部有噴油嘴；B、柴油機(jī)在吸氣沖程中，將空氣吸入氣缸；C、汽油機(jī)在做功沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的；D汽油機(jī)的做功沖程中， 將能轉(zhuǎn)化成了機(jī)械能.答案：D.點(diǎn)評：此題考查的汽油機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化， 以及柴油機(jī)和汽油機(jī)的不同之處， 是一 道基礎(chǔ)題.3. （2009?下列交通工具中，常用汽油機(jī)作為動力裝置的是（）A.摩托車B.載重卡車C.拖拉機(jī)D .火車考點(diǎn)：熱機(jī).專題：應(yīng)用題.分析：根據(jù)我們對常見交通工具的了解以及汽油機(jī)和柴油機(jī)的特

29、點(diǎn)來作答.解答：解：摩托車是消耗汽油的，發(fā)動機(jī)是汽油機(jī)，所以A是正確的；載重卡車、 拖拉機(jī)和火車都是消耗柴油的，發(fā)動機(jī)是柴油機(jī)，柴油機(jī)提供動力大.所以 B、C、D都是錯(cuò)誤的.答案：A.點(diǎn)評：此題考查的是我們對于生活中熱機(jī)的了解.【知識延伸】熱機(jī)與大氣污染到目前為止，人類使用的能量絕大部分是從燃料的燃燒中獲得的.隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，熱機(jī)的大量使用，需燃燒大量的煤、汽油、柴油等燃料.這些燃料 燃燒時(shí)產(chǎn)生的氣體中含有二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳和粉塵等，煙塵廢氣排 放到大氣中，污染了大氣.大氣污染直接危害人體健康，還影響植物的正常生長， 甚至影響全球的氣候.燃料燃燒排放的一氧化碳會導(dǎo)致人體部分組織缺

30、氧，特別是腦組織和心臟缺 氧，會使人進(jìn)入昏迷狀態(tài)，嚴(yán)重者會死亡.有些汽油中還含有鉛.鉛對人體的肝、 腎及神經(jīng)系統(tǒng)會造成危害，影響兒童的發(fā)育與智力.埃及首都開羅每天都有120萬輛汽車奔跑在大街上，排放大量氣體，致使肺氣腫、氣管炎、神經(jīng)衰弱等疾病 流行燃料燃燒排放的二氧化硫是一種有刺激性和強(qiáng)腐蝕性的有毒氣體. 這些氣體 會腐蝕家具、門窗的金屬外殼.高濃度的二氧化硫是酸雨形成的罪魁禍?zhǔn)? 酸雨 對人呼吸道、皮膚裸露部分有強(qiáng)烈的刺激和腐蝕作用，且對農(nóng)作物、水生動植物 有嚴(yán)重的危害，使這些動植物大量死亡或退化、減產(chǎn)等.燃燒煤、石油、天然氣等燃料還會向大氣中排出大量的二氧化碳.二氧化碳的劇增會導(dǎo)致全球變暖

31、、冰川融化，使海洋平面上升，大量的陸地變成澤國，還 會使洪水的泛濫更加頻繁；會導(dǎo)致熱帶風(fēng)暴變本加厲；會導(dǎo)致旱災(zāi)頻發(fā)，缺水現(xiàn) 象更加嚴(yán)重；更導(dǎo)致土地沙化加劇，森林大火更易發(fā)生；會導(dǎo)致農(nóng)業(yè)耕作陷入混 亂，谷物產(chǎn)量大幅度下降；會導(dǎo)致心臟病的死亡率提高和一些疾病的大流行和反 復(fù)流行.我們期待著你研制出污染小甚至無污染的新型燃料.【智能拓展】燃機(jī)的廣泛應(yīng)用燃機(jī)，特別是汽油機(jī)、柴油機(jī)的出現(xiàn)，在社會經(jīng)濟(jì)的各個(gè)部門中獲得了廣泛 的應(yīng)用。對工農(nóng)業(yè)和交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展來說，燃機(jī)的重要性甚至超過了電機(jī)。燃機(jī)是各種交通運(yùn)輸工具的強(qiáng)大動力。燃機(jī)的發(fā)明導(dǎo)致了汽車制造業(yè)的興 起。1885年戴姆勒和本茨分別造出了汽車，1888

32、年鄧錄普發(fā)明充氣輪胎，1895 年美國人福特開辦的汽車廠采用惠特尼生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化零件的方法，建立了 “裝配 線”日產(chǎn)1000輛T型汽車。1923年柴油機(jī)成為載重汽車的動力，隨后又在大 客車方面與汽油機(jī)并駕齊驅(qū)。1913年第一臺裝置柴油機(jī)的燃機(jī)車誕生，促進(jìn)了 鐵路運(yùn)輸技術(shù)的，燃機(jī)車同電氣機(jī)車一起逐步取代了蒸汽機(jī)車。1912年艘柴油 機(jī)驅(qū)動的遠(yuǎn)洋輪船下水。到20世紀(jì)70年代初，全球商隊(duì)輪船中已有 80艱由柴 油機(jī)驅(qū)動的。1903年美國萊特兄弟駕駛?cè)紮C(jī)發(fā)動的飛機(jī)首次飛上了天空。1909年法國工程師布來里昂特駕駛飛機(jī)飛越英吉利海峽。1927年林德伯格實(shí)現(xiàn)了從紐約到巴黎的不著陸飛行。全世界被這一空前的成就所

33、震驚， 更大、更安全的飛 機(jī)從此得到改進(jìn)和革新。燃機(jī)的發(fā)明使生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了重大的革命， 燃機(jī)一出現(xiàn)很快就開始取代畜力 成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的動力。自1910年拖拉機(jī)成批生產(chǎn)以來，它的使用又促進(jìn)了農(nóng)用 工具機(jī)，如播種機(jī)、收割機(jī)等機(jī)械的大量制造，加快了農(nóng)業(yè)機(jī)械化的進(jìn)程。燃機(jī) 還被廣泛應(yīng)用于軍事設(shè)施。例如：飛機(jī)、火箭軍艦、潛水艇、坦克、戰(zhàn)車等，成 為現(xiàn)代化戰(zhàn)爭中不可缺少的動力設(shè)備。除上述以外，在其他領(lǐng)域中諸如發(fā)電、排灌、工程機(jī)械、地質(zhì)鉆探等部門，都是應(yīng)用燃機(jī)的場所。在人們的生活領(lǐng)域中，家用汽車和摩托車使用的動力機(jī)械 也是燃機(jī)。燃機(jī)正在廣泛應(yīng)用中不斷得到改進(jìn)，它的結(jié)構(gòu)日趨成熟、完善，性能 不斷提高，最高熱效率

34、達(dá)到了 46%練習(xí)題答案一、填空題1. 化學(xué)能，化學(xué)能，能2. 解析：在燃機(jī)中，由于燃料不完全燃燒而損失部分能量； 排出的廢氣溫度很高，要帶走部分能量；一部分能量消耗在散熱上；還有一部分能量消耗在摩擦做功上。 因此，用來做有用功那部分能量只占燃料完全燃燒放出能量的20%-45%因此，燃機(jī)的效率總是小于1。答案：（1）燃料不能充分燃燒，（2）廢氣帶走一部分能量，（3） ?機(jī)件散熱消耗 部分能量，（4）克服摩擦做功消耗部分能量。3、解析：活塞在往復(fù)運(yùn)動中從氣缸一端運(yùn)動到另一端叫做一個(gè)沖程。四沖程汽油機(jī)的工作過程由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。其中只有做功沖程是 燃?xì)鈱钊龉?，其他三個(gè)沖程要

35、靠飛輪的慣性來完成。完成一個(gè)工作循環(huán)曲軸 要轉(zhuǎn)兩周。答案：四個(gè)、二、三、機(jī)械能、能、能、機(jī)械能4、 解析其物理意義是：1kg干木柴完全燃燒放出1.2 x 107的熱量由Q放=q*mQ放 得：mq答案：3kg36 107 J3kg1.2 107J/kg5、火花塞、點(diǎn)燃式、壓縮、噴油嘴、霧狀柴油、壓燃式&汽油和空氣的混合物、空氣7、有用功、完全燃燒、減少各種熱損失，保證良好的潤滑，減少因克服摩擦 而額外消耗的功8、 解析：汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為3 600轉(zhuǎn)/分，即60轉(zhuǎn)/秒可知飛輪每秒轉(zhuǎn)60轉(zhuǎn)，汽 油機(jī)則對外做 30 次功，W 40% 40%m*帶 40%< 5 kg X 4.3 X 107

36、 J/kg=8.6 X 107 J.答案：30 8.6 X 1079、壓縮、做功、吸氣、壓縮、排氣、兩、兩10、點(diǎn)撥：由汽油機(jī)汽缸示意圖辨別沖程名稱時(shí)， 要根據(jù)兩氣門的關(guān)閉活塞的上 下運(yùn)動情況來確定，要判斷是否是做功沖程可觀察火花塞是否點(diǎn)火.解析：在做功沖程中，將能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；從圖中可以看出：進(jìn)氣門打開、 排氣門關(guān)閉，活塞由上往下運(yùn)動，汽油和空氣的混合物將進(jìn)入汽缸，這是吸 氣沖程.答案：能機(jī)械能 吸氣二、判斷題1. V 2. X 3. V 4. X 5. V 6. V7. V 8. V三、選擇題解析：摩托車上的發(fā)動機(jī)是汽油機(jī)，一個(gè)工作循環(huán)包括4個(gè)沖程，只有做功沖程對外做功即提供動力，其他3個(gè)

37、沖程靠飛輪的慣性完成.答案：C2. 解析：影響能的因素不只是溫度，還與物體的質(zhì)量、體積等有關(guān)， A選項(xiàng)錯(cuò)； 吸盤能吸在玻璃板上是因?yàn)榇髿鈮旱淖饔?，而不是分子間的吸引力，C選項(xiàng)錯(cuò)， B、D選項(xiàng)的說法是正確的.答案：BD3. 解析：燃料燃燒放出熱量的多少與熱值和質(zhì)量有關(guān)，A選項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)動機(jī)的 效率不可能達(dá)到100%廢氣的排放要帶走部分熱量、克服摩擦等消耗部分能量，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能，混合物的能增大，溫度升高，C選項(xiàng)正確；天然氣燃燒時(shí)只生成二氧化碳和水， 沒有二氧化硫、氮的氧化物等有毒氣 體，對空氣的污染較小，D選項(xiàng)錯(cuò)誤.答案：C4解析：冷卻食品時(shí)用0 C的冰比0 C的水效果更好.

38、因?yàn)? C的冰熔化成0 C 水的過程中需要吸熱，這些 0 C的水還能繼續(xù)再吸熱，故 D項(xiàng)錯(cuò)，其他三項(xiàng)說 法均是正確的.答案：D5.解析：水蒸氣對軟木塞做功，水蒸氣的能減小，轉(zhuǎn)化為軟木塞的機(jī)械能，這 與熱機(jī)中做功沖程相同，所以選項(xiàng) A、C錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；從試管口出來的高 溫水蒸氣會放熱液化成小水滴，形成“白氣”，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：B6 解析：汽油機(jī)工作過程中，四個(gè)沖程的順序，沖程個(gè)數(shù)均不能變化，否則汽 油機(jī)就無常連續(xù)工作，因此 A、B兩項(xiàng)錯(cuò)誤；三個(gè)輔助沖程是靠飛輪的慣性完成 的，而不是借助于外力.C項(xiàng)錯(cuò)誤，故應(yīng)選D.7解析：熱機(jī)效率與功率大小無關(guān)，因此改變功率不會影響效率的高低，要提 高熱機(jī)效率

39、應(yīng)采用B、C、D三項(xiàng)所給措施.答案：A8解析：用來做有用功的那部分能量，與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做 熱機(jī)的效率。由能流圖可以看出：燃料完全燃燒放出的能量應(yīng)該是總能量一一燃 氣的能E,而用來做有用功的那部分能量應(yīng)該是有用機(jī)械能 E2,所以應(yīng)選Bo 答案：B9. 解析：熱機(jī)的做功沖程是把能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；由于熱機(jī)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)總會有摩擦、能 量散失等，所以熱機(jī)的效率不可能達(dá)到 100% 用水循環(huán)來降低熱機(jī)的溫度，主要 是利用水的比熱容大這一特性。水凝固后體積將變大，冬天晚上把熱機(jī)水箱中的 水放出，就是為防止氣溫降低時(shí)水凝固脹壞水箱。此題是對新課標(biāo)“嘗試應(yīng)用已 知的科學(xué)規(guī)律去解釋某些具體問題”目標(biāo)的

40、落實(shí)。答案:D10. 解析：熱機(jī)用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比，叫做熱機(jī)的效率，它與功率無關(guān)，所以 A不對。熱機(jī)的效率高，表明相同的燃料燃 燒，轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能多，或得到相同的機(jī)械能，消耗的燃料少，所以D對。單獨(dú)比較有用功或總功都是不全面的，所以 B、C不對。答案：D11. 解析：熱機(jī)排放的煙塵廢氣中包括粉塵、二氧化硫等有害物，是大氣污染的 主要來源。熱機(jī)工作的噪聲，是噪聲污染的主要來源，所以，熱機(jī)的大量使用會 造成環(huán)境污染，故A對。而熱機(jī)排出的尾氣中也有水蒸氣、二氧化碳等氣體，并 非都是毒氣，所以C不對。噪聲也不可能被熱機(jī)上的消聲器完全消除，如果真能 被完全消除，我們的生

41、活環(huán)境該是多么的安靜啊！ 所以D不對。熱機(jī)所用的燃料較多，汽油、柴油、煤、氫、天然氣等都可以作為熱機(jī)的燃料，所以B不對。答案：A12. 分析：燃機(jī)的工作過程是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。在做功沖程里進(jìn)氣門、排氣門關(guān)閉，高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊蛳逻\(yùn)動， 活塞又通過連桿 使曲軸轉(zhuǎn)動。由圖來判斷，(B)圖中進(jìn)氣門、排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，應(yīng)為 做功沖程。答案：B13. 分析：A B二汽油機(jī)完成的有用功相同的情況下，因A?汽油機(jī)效率較高則必然消耗較少的汽油，又因它功率較大做功所用的時(shí)間比較短。答案：A四、簡答題1、答：根據(jù)熱機(jī)效率的定義可知，熱機(jī)的效率比較低，說明熱機(jī)中燃料完全燃 燒放出的能量中用來做有用功的部分比較少。 為什么會比較少呢？要回答這個(gè)問 題，先要弄清熱機(jī)工作過程中有哪些損失能量的原因，歸納起來應(yīng)該有以下幾個(gè) 原因：(1) 燃料并未完全燃燒，使部分能量白白浪費(fèi)掉了.例如，一輛汽車從身邊駛 過，有時(shí)我們從汽車排