教科版初中物理九年级上册改变世界的热机(提高) 知识讲解

1、精品文档用心整理改变世界的热机（提高）：【学习目标】1.知道热机的概念及热机的能量转化，了解热机在人类发展史上的重要意义；2.理解内燃机的基本原理，了解汽油机的工作过程；3.通过分析汽油机的四个冲程，了解活塞发动机的工作过程；4.知道热机的效率，了解提高热机效率的途径；5.了解热机的使用对社会的贡献和给环境带来的影响。【要点梳理】要点一、热机1.热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。2.蒸汽机：（1）蒸汽机是最早的热机。利用蒸汽做功。（2）瓦特改进、完善了蒸汽机，发明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，设计了通过活塞直线运动带动飞轮圆周运动的连接装置，解决了动力的传输问题，才使蒸汽机成为带动其

2、他机器转动的动力机器。（3）蒸汽机的原理图，汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。要点诠释：1.内能的两个用途：（1）加热；（2）做功。2.形形色色的热机：（1）水蒸气可以驱动叶轮转动，那是最简单的轮机，应用在大型火力发电厂中、大型舰船上。（2）在机车、汽车、农用机械中，使用汽油机和柴油机等内燃机。（3）在航空航天中已经使用更高效的喷气发动机和火箭发动机。要点二、内燃机1.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。2.内燃机的工作原理：汽油或柴油在气缸里燃烧时生成高温高压的燃气，用来推动活塞做功。活塞通过连杆使内燃机的飞轮转动，从而带动其他机械转动。3.汽油机的四个冲程：活塞

3、在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程，多数汽油机是由吸气、压缩、燃烧膨胀做功和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理4.能量转化：压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能。要点诠释：1.汽油机的一个工作循环要经历四个冲程，活塞往复运动两次，飞轮转动两周，对外做功一次。2.汽油机和柴油机的异同点：不同点相同点项目构造汽油机气缸顶部有火花塞柴油机气缸顶部有喷油嘴压缩冲程末由火花塞放出电火（1）构造基本相同花点燃，称点燃式都是燃料在气缸内做功冲程初燃气压强为50至100（3）每一个工作循做功个大气压，温度1700

4、至2000，环都是由吸气、压高温高压的气体推动活塞做功缩、做功、排气四个冲程组成。压缩冲程末由喷油嘴向气缸内喷点火方式雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式燃烧，都是内燃机。汽油、吸气冲程吸进汽油和空气柴油、吸气冲程吸进气缸的只是空燃料混合物气（2）都将内能转化压缩冲程末气体体积被压缩为压缩冲程末气体体积被压缩为吸压缩比为机械能。吸进体积的19至16进体积的122至116做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000至2500，高温高压的气体推动活塞做功效率效率较低20至30效率较高30至45用途轻便，多用于汽车、飞机、小型笨重，多用于拖拉机、载重汽车、农机具轮船等重型机械要点三、

5、热机的效率1.热机的效率：把热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比，叫做热机的效率。资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理2.热机的利用：（1）蒸汽机的广泛应用，结束了以人力、畜力力为主要动力的漫长历史，世界进入以“火”为动力的“蒸汽机时代”。（2）火电站、热电站利用蒸汽轮机正将煤炭、天然气和石油转化成电能。（3）以热机为主要动力装置的汽车、火车、轮船和飞机。3.热机的利用和环境保护：（1）热机排出的二氧化碳所引起的温室效应，对地球表面的热平衡有较大影响。（2）汽车内燃机排出的废气对环境产生较大的污染，成为城市热岛效应的元凶之一。（3）利用绿色能源，研究和开发低能耗、少污染的高

6、性能热机，控制和减少污染。要点诠释：1.热机的效率是热机性能的一个重要指标，热机的效率越高，它的机械性能就越好。2.提高热机效率的途径：（1）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失，提高效率。（2）在使用上，要正确使用，注意保养。例如加润滑剂以保证良好的润滑，减小摩擦；运动零件之间的间隙要调整得当，减小摩擦和防止漏气。（3）充分利用废气带走的能量。例如热电站就是利用废气来供热的，这种既供电又供热的热电站，比一般的火电站，燃料的利用率将大大提高。【典型例题】类型一、热机1、（多选）下列现象中利用内能加热的是（）a、晾晒稻谷b、喷气式飞机在空中飞行c、用高炉熔化铁d、燃气推动发动机叶

7、轮【答案】ac【解析】选项a中太阳照在稻谷上，使稻谷的温度升高，内能增大，能量的形式末变，是利用内能加热；选项b中，燃料燃烧获得的内能转化成了飞机的机械能，能量的形式发生了变化；选项c中，炉子传热给铁，使铁熔化，能量的形式未发生变化；选项d中，燃气推动发动机叶轮转动，燃气的内能转化为叶轮的机械能，能量的形式发生了变化，所以选项c和a正确。【总结升华】判断内能的利用途径可以从能量的形式是否发生转化这一特征入手。2、（2016延平区一模）关于四冲程内燃机，下面说法错误的是（）a内燃机是利用内能来做功的机器b在做功冲程，内能转化为机械能c在压缩冲程，内能转化为机械能d四个冲程依次为吸气、压缩、做功、

8、排气冲程【思路点拨】内燃机是利用内能来做功的机器；四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程；四个冲程中的能量转化情况：吸气和排气冲程不发生能量转化，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程将内能转化为机械能。【答案】c【解析】a、内燃机是利用内能来做功的机器，故a正确；b、做功冲程高温高压燃气推动活塞向下运动，将内能转化为机械能，故b正确；c、压缩冲程活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能，故c错误；d、内燃机的四个冲程是吸气、压缩、做功、排气冲程，故d正确；故选：c。资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理【总结升华】本题主要考查了内燃机的概念，四个冲程及能量转化情况，是一道基础

9、性题目。举一反三：【变式】单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（）a、吸气、做功和排气冲程b、吸气、压缩和做功冲程c、压缩、做功和排气冲程d、吸气、压缩和排气冲程【答案】d3、（2015滨州中考）汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是（）a、甲冲程是把机械能转化为内能b、乙冲程是排气冲程c、丙冲程是把机械能转化为内能d、丁冲程是吸气冲程【答案】c【解析】热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。甲图：气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，a正确

10、；乙图：排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程，b正确；丙图：气门都关闭，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将内能转化为了机械能，c错误；丁图：进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，d正确。【总结升华】此题考查了对内燃机四个冲程的判断以及涉及能量转化的两个冲程，要结合气门和活塞运动情况进行判断。举一反三：【变式】（2015乌鲁木齐中考）家用轿车四冲程汽油机工作时为轿车提供动力的冲程是（）a、吸气冲程b、压缩冲程c、做功冲程d、排气冲程【答案】c类型二、热机效率4、一台柴油机的热机效率为25%，用这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油可做多少有用功？（柴油的热值为

11、3.3107j/kg）资料来源于网络仅供免费交流使用精品文档用心整理【思路点拨】热机效率等于有用功与燃料完全燃烧放出的能量之比；先求出2kg柴油完全燃烧放出的热量q，再根据热机效率的表达式求出有用功。【答案与解析】柴油完全燃烧放出的热量：q=mq=2kg3.3107j/kg=6.6107j；q由h=w有，得：w有=hq=25%6.6107j=1.65107j；答：这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油可做有用功为1.65107j。【总结升华】题目考查了利用热机效率计算有用功，本题中还考查了燃料热值的应用，热值是指1kg燃料完全燃烧放出的热量。举一反三：【变式】热机的效率是40%，表示它每做100焦的有用功（）a、需要2.5秒的时间b、燃料完全燃烧放出的能量是400焦c、将消耗60焦的无用功d、燃料完全燃烧放出的能量是250焦【答案】d5、一辆汽车的发动机输出功率为66.15kw，每小时耗柴油14kg，请计算发动机的效率（柴油的燃烧值为4.3107j/kg）【思路点拨】热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，则。【答案与解析】发动机每小时做的功w=pt=66150w3600s=2.38108j完全燃烧14kg柴油放出的能量q=4.3107j/kg14kg=6.02108j总做有用功的能量q有=w=2.38108j发动机的效率是39.5。【总结升华】计算发动机的