四、熱機同步練習

1、育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第1頁共 9 頁16. 4 熱機你知道汽油機的工作原理嗎？它在工作過程中能量怎樣轉(zhuǎn)化？什么叫熱機的效率？怎樣提高熱機的效率呢?智能提要問：如何理解燃料的熱值？答：從我們的生活經(jīng)驗事實可知，做一頓飯所需的熱量是一定的，但所需的煤火燃氣的質(zhì)量大小是不同的.這正好表示質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒放出的熱量是不同的特性，我們就可以用ikg的某中燃料完全燃燒所放出的熱量叫做這種燃料的熱值.從這個定義可知，同中燃料的熱值相同， 不同燃料的熱值一般不同.它反映的是燃料的特性，其大小于燃料質(zhì)量大小、是否完全燃燒、放出的熱量大小無關(guān)，但在數(shù)值

2、上等于一定質(zhì)量的燃料完全燃燒放 出的熱量（Q）與其質(zhì)量（m）的比值.問：怎樣更深刻地理解四沖程汽油機的工作過程？ 答：四沖程汽油機的每一個工作循環(huán)包括四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣，這四個沖程 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， 生成高溫高壓的燃氣，燃氣推動活塞對外做功，實現(xiàn)了內(nèi) 能轉(zhuǎn)化為機械能，從而使汽車獲得了動力（機械能），而且其他三個沖程靠飛輪的慣性來完成，吸氣、壓縮、排氣 沖程需消耗機械能，其中壓縮沖程機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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 大的內(nèi)能，在這其中，還存在燃料的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的能量轉(zhuǎn)化形式.

3、問：怎樣從熱機的效率來理解提高燃料的利用率？燃料完全燃燒放出的能 量，其中，燃料完全燃燒放出的能量即為熱機的燃氣內(nèi)能，燃氣內(nèi)能=散熱損失能量+機械損失能量（克服摩擦）+有用機械能.答：我們知道，熱機的效率信息快遞：每元成一個工作循環(huán)，活塞在汽缸內(nèi)往復兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周燃氣對外做功一次.育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第2頁共 9 頁從上面的等式中可看出，要提高熱機效率可盡量減少各種能量損失，其中減少燃氣的內(nèi)能損失是有效措施就是重新利用燃氣內(nèi)能（如熱電站），這樣可提高燃料利用率當然，現(xiàn)代化的新型熱機（比如課本P117介紹的現(xiàn)代汽車的發(fā)動機利用微電腦控制）的

4、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.作為當今石油等能源物質(zhì)的嚴重匱乏而又必須面臨的嚴峻事實，提高燃料的利用率的問題就顯得尤為重要.我們作為新世紀祖國建設(shè)的接班人，在這個問題上有著很廣闊的探索空間，我們希望有更多的同學將來在汽車工業(yè)、能源開發(fā)遇利用等方面做一個科技型的節(jié)能專家.問：為什么熱機的效率比較低？答：根據(jù)熱機效率的定義可知，熱機的效率比較低，說明熱機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？要回答這個問題，先要弄清熱機工作過程中有哪些損失能量的原因，歸納起來應該有以下幾個原因：（1）燃料并未完全燃燒，使部分能量白白浪費掉了.例如，

5、一輛汽車從身邊駛過， 有時我們從汽車排出的氣體中嗅到了汽油 味，這說明汽油機中的汽油未完全燃燒.（2）熱機工作的排氣沖程要將廢氣排出，而排出的氣體中還具有內(nèi)能，另外汽缸壁等也會傳走一部分內(nèi)能.（3）由于熱機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，這部分雖然是機械能，但不能稱之為有用功.據(jù)上所述，熱機中能量損失的原因這么多，所以熱機的效率一般都比較低.中考擷要本節(jié)的中考考點有： 結(jié)合熱值的概念，計算燃料燃燒時放出的熱量， 燃燒過程與吸熱過 程的綜合；判斷內(nèi)燃機工作過程中能量的轉(zhuǎn)化； 根據(jù)熱機效率的意義， 尋求

6、提高熱機效率的 途徑.最近兩年中，關(guān)于熱機效率的中考試題出現(xiàn)的頻率較高.智能拓展- 內(nèi)燃機的廣泛應用內(nèi)燃機，特別是汽油機、柴油機的出現(xiàn)，在社會經(jīng)濟的各個部門中獲得了廣泛的應用.對工農(nóng)業(yè)和交通運輸業(yè)的發(fā)展來說，內(nèi)燃機的重要性甚至超過了電機.內(nèi)燃機是各種交通運輸工具的強大動力.內(nèi)燃機的發(fā)明導致了汽車制造業(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)標準化零件的方法，建立了 “裝配線”，日產(chǎn)1000輛T型汽車.1923年柴油機成為載重汽車的動力，隨后又在大客車方面與汽油機并駕齊驅(qū).1913年第一臺裝置柴油機的內(nèi)燃機車誕生，

7、促進了鐵路運輸技術(shù)的，內(nèi)燃機車同電氣機車一起逐步取代了蒸汽機車.1912年艘柴油機驅(qū)動的遠洋輪船下水.到20世紀70年代初，全球商隊輪船中已有80%是由柴油機驅(qū)動的.1903年美國萊特兄弟駕駛內(nèi)燃機發(fā)動的飛機首次飛上了天 空.1909年法國工程師布來里昂特駕駛飛機飛越英吉利海峽.1927年林德伯格實現(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震驚，更大、更安全的飛機從此得到改進和革新.內(nèi)燃機的發(fā)明使生產(chǎn)技術(shù)發(fā)生了重大的革命，內(nèi)燃機一出現(xiàn)很快就開始取代畜力成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的動力.自1910年拖拉機成批生產(chǎn)以來，它的使用又促進了農(nóng)用工具機，如播種機、育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量

8、課件、教案、試卷、學案免費下載第3頁共 9 頁收割機等機械的大量制造，加快了農(nóng)業(yè)機械化的進程.內(nèi)燃機還被廣泛應用于軍事設(shè)施例如：飛機、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、工程機械、地質(zhì)鉆探等部門，都是應用內(nèi)燃機的場所.在人們的生活領(lǐng)域中，家用汽車和摩托車使用的動力機械也是內(nèi)燃機.內(nèi)燃機正在廣泛應用中不斷得到改進，它的結(jié)構(gòu)日趨成熟、完善，性能不斷提高，最高熱效率達到了46%.|智能歸例題型一知道汽油機的工作原理及工作過程中能量的轉(zhuǎn)化例 有關(guān)四沖程內(nèi)燃機的敘述中，不正確的是()A工作中只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B.工作中

9、壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C.工作開始時要靠外力啟動D.每一個工作循環(huán)，燃氣只做功一次知識點熱機的工作原理及工作過程中能量的轉(zhuǎn)化情況闖關(guān)點撥 吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構(gòu)成了內(nèi)燃機的一個工作循環(huán).析 在內(nèi)燃機的四個沖程中，只有在做功沖程中，燃氣才對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能.壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.內(nèi)燃機開始工作時需要外力啟動，所以，A、C、D所說的都是對的.答選B題型二認識燃料熱值的物理意義，并會計算燃料完全放出的熱量例1干木材的熱值是1.2X107j/kg，它的物理意義是 _ .要放出3.6X107J的熱量，需要完全燃燒 _kg的干木材.知識點認識熱值的物理意義，并會進行計算 闖關(guān)

10、點撥 燃料的熱值是燃料的一種特性，其物理意義由定義可知，要求燃料燃燒放出的熱量情況，可利用Q放=qm來計算.解 其物理意義是：1kg干木柴完全燃燒放出1.2X107的Q放3.6 107Jol熱量.由Q放=qm得：m73kg.q 1.207J/kg例2小明學習了熱學的有關(guān)知識后，知道水的比熱是4.2X103J/(kgC)，他想估算一下自己家每天燒水、做飯需要的熱量，于是小明仔細記錄了他家每天燒水、煮飯、炒菜需要的時間，并把它折算成燒水時間，相當于每天將30kg20C的水燒開.(1)小明家每天燒水做飯需要多少熱量？在實際情況中燃料不能完全 燃燒，所放岀的熱量肯定比 利用該公式算岀的要少.*育最大最

11、全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第4頁共 9 頁(2)如果普通煤的燃燒值為3X107J/kg， 從理論上講小明家每天燒水做飯需要多少千育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第5頁共 9 頁(3)小明家實際平均每天需要燒4塊蜂窩煤，按每塊蜂窩煤含煤0.5kg算，他家每天實際用煤2kg，由此小明計算出他家煤爐的效率只有16.5%，你認為小明家煤爐效率低的原因是什么？(4) 從大的方面講，家用煤爐除了熱效率低浪費能源的缺點外，另一個主要缺點是什么？知識點 利用公式Q=qm和Q吸=cm(t -to)的綜合計算闖關(guān)點撥 用公式Q放=qm和

12、Q吸二cm (t _t)來計算.題型三認識熱機的效率，并會進行有關(guān)的計算例 甲、乙兩汽車，甲的汽油機效率比乙的汽油機效率高，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 知識點考查對熱機效率的理解 闖關(guān)點撥熱機的效率與功率、做功的多少沒有必然聯(lián)系.析汽油機做功的多少由牽引力的大小和汽車前進的距離的大小有關(guān)，與汽油機的效率無關(guān)，所以A不正確；汽油機做功的快慢是由汽油機的功率決定的，與汽油機的效率無關(guān)，故B不正確；汽油機做功的多少沒有確定，其耗油量也不能確定，故C也是錯誤的.在D選項中，由W=Fs可知，兩汽油機做的功相等，由于甲的效率高

13、，故甲耗油少. 答選D中考典題精析考題1汽油機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成，其中在做功沖程 中燃氣對活塞做功，實現(xiàn)了 _ 能向_ 能的轉(zhuǎn)化圖15-11表示的是汽油機的 _ 沖程(填沖程的名稱).(北京市東城區(qū) 2004 年中考題)闖關(guān)點撥由汽油機汽缸示意圖辨別沖程名稱時，要根據(jù)兩氣門的關(guān)閉活塞的上下運動情況來確定，要判斷是否是做功沖程可觀察火 花塞是否點火.析 在做功沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；從圖中可以看出：進氣門解(1)Q=cm(t2-1將數(shù)據(jù)代入得Q=1.0X107J1.0 107(2)M=廠kg=0.33kg307(3) 煤不能完全燃燒；熱量散失嚴重.(4) 產(chǎn)生廢渣、廢氣，造成環(huán)境

14、污染.廠本題是一道熱學知識與生活實際聯(lián)系緊密的好題同時告訴我們在學習物理知識時要注意理論聯(lián)系實際，并要有高度的環(huán)保意識.克煤？育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第6頁共 9 頁打開、排氣門關(guān)閉，活塞由上往下運動，汽油和空氣的混合物將進入汽缸，這是吸氣沖新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第7頁共 9 頁P由P = Fv得：F = v因轎車勻速運動，受力平衡所以阻力f=F=1600N汽油燃燒釋放的熱量為:Q=mq=0.25kg 4.6 107J/kg =1.15 107J牽引力做功為：W=Fs=1600N1800m =2.88 106J發(fā)動機效率為

15、：W有2 88 106J有00%=07J00%=25%W總1.15 107J能訓練基礎(chǔ)知識訓練1._汽油機的工作過程由吸氣、做功、排氣四個沖程組成，其中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是_ 沖程.（題型一）答內(nèi)能 機械能 吸氣考題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)動機的效率多 大？（q汽油=4.6x107J/kg）（江蘇省南通市 2004 年中考題）闖關(guān)點撥這是一道力學與熱學的綜合試題

16、，涉及了速度、平衡力、功、功率、 熱量、熱值、效率等許多知識點.計算發(fā)動機的效率可根據(jù)熱機的效率公式嚴100%,W有即為發(fā)動機牽引力對汽車所做的功，w總等于汽油完全燃燒放出的熱量.解轎車的速度為90km/h90km/h =9010003600s型0W/600N25m/ s育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第8頁共 9 頁2._汽油的熱值是4.6x107J/kg，現(xiàn)有汽油500g，若燃燒一半，剩余汽油的熱值是 _J/kg.（題型二）3.西氣東輸主干線西起塔里木盆地的輪南油氣田，向東途經(jīng)九個省區(qū)，最終到達上海，總育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、

17、教案、試卷、學案免費下載第9頁共 9 頁計年輸送天然氣1.2X1010卅，即年輸氣質(zhì)量為 _kg。若這些天然氣完全燃燒放出的熱量是_J。（管道內(nèi)天然氣密度為6kg/m3，天然氣的熱值是5X107j/kg）（題型二）4隨著人們物質(zhì)生活水平逐步提高，農(nóng)村的廚灶發(fā)生了革命性的變化煤球爐、沼氣灶和液化氣灶等灶具已走進家庭.液化氣與煤相比，熱學方面突出的優(yōu)點是 _ ;環(huán)保方面突出的優(yōu)點是 _.若要將2.5kg初溫為20C的水加熱到80C,至少需要燃燒 _m3的液化氣.水的比熱容是4.2X103J/（kg ?C）,液化氣的熱值是5.0X107J/ m3:（題型二）5.臺內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為：汽缸

18、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 _。（題型三）6近期煤價節(jié)節(jié)攀升，少數(shù)不法商販將煤矸石破碎后摻在優(yōu)質(zhì)煤中高價銷售，客戶為了不上當，最恰當?shù)姆椒ㄊ菣z測下列物理量的中（）（題型二）A.熱值B.比熱容C.溫度D.質(zhì)量7.關(guān)于“熱機”，下列說法中正確的是（）（題型一）A.壓縮沖程中的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B.做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.熱機所產(chǎn)生的噪音，可以被熱機上的消音器完全吸收D.用水循環(huán)來降低熱機的溫度，主要是利用水比熱容較大的特性&內(nèi)燃機工作的四個沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是（）（題型一）A.吸氣沖程B.壓縮沖程

19、C.做功沖程D.排氣沖程9.有關(guān)四沖程內(nèi)燃機敘述中，不正確的說法是（）（題型一）A.工作中只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B.效率可以大于1C.工作開始時要靠外力啟動D.每一個工作循環(huán)，燃氣只做功一次10.四口之家分別單獨使用不同種類的燃料時的平均月消耗量分別為：木柴約200 kg,煙煤約80kg，液化石油氣約30kg;煤氣約60kg.這四種燃料中哪一種燃料的熱值最高？（）（題型二）A.液化石油氣B.煤氣11.一支蠟燭在燃燒過程中，它的（A.質(zhì)量變小，比熱容變小，熱值變小C.質(zhì)量不變，比熱容不變，熱值變小C.煙煤D.木柴）（題型二）B.質(zhì)量變小，比熱容變小，熱值不變D.質(zhì)量變小，比熱容不變，熱值

20、不變育最大最全最精的教育資源網(wǎng)新世紀教育網(wǎng)天量課件、教案、試卷、學案免費下載第10頁共 9 頁綜合提高訓練1.已知酒精的熱值為q,質(zhì)量為m的酒精完全燃燒一半放出的熱量為 _，剩余酒精的熱值為_ 。（題型二）2.焚燒生活垃圾放出的熱量用來發(fā)電，是綜合利用垃圾的一種方法，據(jù)資料顯示，僅2001年全國城市生活垃圾就達1.5X108t.若焚燒1t垃圾可放出1.5X1010J的熱量，如果將2001年我國的城市生活垃圾全部焚燒，則放出的熱量是 _J，它相當于_kg煤炭完全燃燒放出的熱量（煤炭的熱值為3.0X107J/kg）.（題型二）3.柴油機是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中常用的熱機，已知某型號柴油機的效率是30%，在柴

21、油機內(nèi)完全燃燒2kg柴油能放熱 _J,這些熱通過該柴油機的轉(zhuǎn)化能對外做有用功 _J.（柴油的熱值為3.3x107j/kg）（題型三）4.S195型柴油機的部分技術(shù)規(guī)格如表所示汽缸數(shù)汽缸直徑額定功率轉(zhuǎn)速燃油消耗率冷卻方式195 mm8.8 kW2000 R/mi n 0.27 kg/kW ?h蒸發(fā)水冷其中，“額定功率”是指柴油機正常工作時對外所做機械功的功率；“燃油消耗率”是指柴油機正常工作時，每輸出1 kW?h的能量柴油機所消耗柴油的千克數(shù).已知柴油的熱73值為3.310J/kg,水的比熱容為4.210J/（kg ?C）.（1）若柴油機的水箱中貯有10kg冷卻水，當水的溫度由20C上升到40C

22、時，這些水所吸收的熱量是_J;（2）已知柴油機的效率n=W100%（式中W為柴油機在某段時間內(nèi)對外所做的功，QQ為它在這段時間內(nèi)所消耗的柴油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量），則該柴油機正常工作時的效率約為_ .（題型三）5.甲、乙兩臺汽油機，甲的功率比乙的大.則下列說法中正確的是（）（題型三）A.甲做的功肯定比乙的多E.做相同的功，甲用的時間比乙的短C.甲消耗的能量肯定比乙的多D.甲的機械效率肯定比乙的高6.關(guān)于燃料和熱值，以下說法正確的是（）（題型二）A.燃料熱值與燃料的質(zhì)量無關(guān)B.容易燃燒的燃料，熱值一定大C.煤的熱值大于干木柴的熱值，燃燒煤放出的熱量比燃燒木柴放出的熱量一定多D.為了提高鍋爐的效率，一定要用熱值高的燃