第二讲改变世界的热机

1、第二讲 第2章 改变世界的热机知能概述 1.利用内能直接给物体 。（通过 的方式）内能的利用2.利用内能对物体做功：热机将内能转化为 的装置，叫热机。（通过 的方式） 内燃机的基本原理：把燃料的 能转化为 能再转化为 能；四冲程内燃机的一个工作循环 由： 、 、 、 四个冲程组成，活塞往复 次，曲轴转动 周，其中对外做功的冲程是 将热 机 能转化为 能，其他三个冲程靠飞轮的 来完成的。热机的效率：A.定义：热机所做 与燃料完全燃烧放出的能量之比。B.提高热机效率的主要途径是： 。热机的使用与环境保护：热机的使用对环境的污染主要是指 和 。 考点分类解析考点1：认识热机1（2013年包头市）用酒

2、精灯给试管中的水加热，如图1所示，在软木塞被冲出试管 口的过程中，下列说法正确的是 （ ）A.水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大B.水蒸气的内能转化为软木塞的机械能C.能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同D.软木塞的机械能守恒 图12.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考点2：热机工作的四个冲程及能量转化3. （2013四川自贡） 下列流程图是用来说明单缸四冲程

3、汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况关于对图中的补充正确的是（ ）A做功冲程 内能转化为机械能 压缩冲程 机械能转化为内能B压缩冲程 内能转化为机械能 做功冲程 机械能转化为内能C压缩冲程 机械能转化为内能 做功冲程 内能转化为机械能D做功冲程 机械能转化为内能 压缩冲程 内能转化为机械能4. （2013南京）如图2所示是汽油机的一个工作循环示意图，其中属于压缩冲程的是 （ ）图25.一台四冲程内燃机飞轮转速为1800rmin，它1 s完成了 （ ） A.30个冲程，做了30次功 B.60个冲程，做了60功 C.120个冲程，做了30次功 D.60个冲程，做了15次功考点3：内燃机做

4、功和效率6.一台柴油机，柴油完全燃烧放出8107J的热量，损失了4.8107J的热量，柴油机的效率是 （ ）A.30% B.40% C.42% D.48%7.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8.如图3所示是内燃机的能流图，则内燃机的效率可以表示 （ ） A.=(E1+E2+E3+E4)/E100 B.=(E2/E)100 C.=(E1E3+E4)/E100 图3 D.=(E1/E)100考点4：热机的综合计算9.某单缸四冲程汽油机的气缸活

5、塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0l05Pa,飞轮lmin转动1800周， 当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功 （3） 汽油机的功率学力训练与中考链接A级：夯实基础1. (2010河北石家庄模拟)关于“热机”，下列说法中正确的是（ ）A.做功冲程的能量转化是机械能转化为内能B.改进技术，可以使热机的效率达到100% C.用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发时吸热的特性 D.冬天晚上要把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时水凝固胀坏水箱2.在汽

6、油机的四个冲程中，不是依靠飞轮的惯性来完成的冲程是： （ ） A.吸气冲程； B.压缩冲程； C.做功冲程； D.排气冲程。 3.甲柴油机的效率比乙柴油机的效高，则： （ ）A.甲做的有用功比乙多； B.做相同的有用功，甲完全燃烧的燃料少；C.甲的功率比乙大; D.完全燃烧相同的燃料，甲做的有用功少。 B级：能力拓展4.（2010年山东莱芜）下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为 （ ） A甲.乙.丙.丁 B丁.丙.乙.甲 C甲.丙.乙.丁 D甲.丁.乙.丙5. 从本质上看，内燃机的工作能量来源于 （ ）A.机械能 B.化学能 C.内能 D.化学能和内能6.航天工业中的

7、火箭是用液态氢作为燃料的，因为液态氢具有的优点是（ ）A.比气态氢易燃烧 B.传热本领较小 C.热值较大D.热膨胀较小7.某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8.(湖南株洲中考题)有经验的柴油机维修师,不用任何仪器,只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下,并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度,就能初步判断这台柴油机的节能效果.在同样负荷的情况下,关于柴油机的节能效果,下列判断中正确的 ( )A.尾气的温度越高,柴油机越节能 B.尾气的温度越低

8、,柴油机越节能C.尾气的柴油味越浓,柴油机越节能 D.尾气的颜色越发黑,柴油机越节能9.热机的效率是热机性能的一个重要指标,下面关于热机效率的叙述中不正确的是 ( )A.在设计和制造上,要不断改进和革新,以减少各种能量损失,就有可能使热机效率达到100%B.两辆型号相同的小汽车,以相同的速度行驶相同的路程,耗油量小的那辆车效率较高C.在使用上要正确使用,注意保养,可提高效率D.在热机的各种损失中,废气带走的能量最多,设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施10.自制家用太阳能热水器的效率在夏天可50%，已知在地球表面，晴天时垂直于太阳光的 表面接收到的热辐射为1.26103J/(m2s)

9、，如果晒水箱内有40kg，晒水箱接收阳光垂直照射的面积始终是1.5m2，要使水温上升30，需要多长时间？C级：综合创新11.汽车是我们熟悉的交通工具，它给我们的生活带来了便利，促进了社会经济的发展。某型号四轮汽车质量为1.6103 kg ，每个轮子与地面的接触面积是0.02m2，当它以60km/h的速度在平直的路面上行驶时，受到的阻力是600N，每行驶100km，消耗的汽油为8L（1L=1dm3)完全燃烧1L汽油释放的能量是3.7107J。求：（1）汽车静止时对水平路面的压强。（2）汽车以60km/h的速度行驶时，牵引力的功率。（提示P=Fv）（3）汽车以60km/h的速度行驶时，汽车的效率。

10、 挑战中考与自我评价A级1.（2010 遵义）在我国实施的“西气东输”工程中，西部地区的天然气被送到缺乏源的东部地区。天然气与煤相比：从热学角度分析它突出的优点是 从环保角度分析它突出的优点是 (天然气、煤的热值分别是 （ 1.14108J/kg、3107Jkg)。2.关于内燃机，下列说法正确的是： （ ）A.汽油机效率比柴油机的效率高.； B一个工作循环只有做功冲程对外做功一次；C.两个气门都关闭的一定是做功冲程； D.尾气汽油味越浓，汽油机越节能。3.一台内燃机运行时各种消耗大致为：气缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦 等机械损耗占10%，则它的热机效率为 。 B级4.柴油机

11、甲的功率是乙的1.5倍，甲的效率为20，乙的效率为25，那么甲与乙每小时 消耗的油量之比为 （ ） A.15:8 B.6:5 C.5:6 D.8:155.在做功冲程中，汽油机燃气的压强可达5.0105 Pa，柴油机燃气的压强可达1.0106 Pa，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.4:16.一台内燃机运行时各种消耗大致为：气缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦 等机械损耗占10%，则它的热机效率为 。 7.美国大众科学杂志评出年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲

12、程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水。其中第五冲程相当于四冲程内燃机的 冲程，请你指出该“六冲程引擎”的一个优点： 8.一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4.3107J/kg）9.太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器，某天在阳光照射下的信息其中太阳辐射功率是指1h内投射到1m2面积上的太阳能太阳照射时间/h装水量/Kg吸热板面积/m2水升高的温度/水的比

13、热容/J（kg）-1太阳辐射功率/J（m2h）-1101002.5504.21031.68106求：（1）水在10h内吸收的热量； （2）如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4107J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收） （3）该太阳能热水器的能量转化效率10.随着人们生活水平的提高轿车已逐步进入我国普通百姓家中.已知某国产骄车每行驶100km消耗8L汽油(1L10-3m3)，汽油的密度为0.71103kg/m3、热值为4.6l07Jkg则 (1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是 J (2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是 kg

14、 (3)当该汽车以50kW的功率在平直公路上以72kmh的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于 N C级：车型某品牌轿车排气量1.8L最大功率75kW空燃比14:1汽油的热值4.6107 J/kg11.下表是某品牌小轿车的一些技术参数.其中排气量是指发动机气缸的工作容积,一般情况下,发动机的排气量越大,功率越大.空燃比是指气缸内空气和燃油的质量比.当该发动机以最大功率工作时,气缸内汽油和空气的混合密度为1.35kg/m3, 1min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次.请计算发动机在最大功率工作时:(1)1min内做的有用功;(2)做功一次消耗汽油的质量;(3)发动机的效率.12.太阳能是一种

15、理想的绿色能源现在我市许多小区和农村的住户都安装太阳能热水器小华家最近安装了一台太阳能热水器，如图1为其室内进、出水管的安装示意图，为进水阀，为出水阀，为调温阀在水箱接口处有一根进出水管，一根溢流管，一根排气管给水箱上冷水或沐浴用热水时，均通过这根进出水管来完成请完成下列问题：（1）给水箱上水时阀门 、 、 洗澡时阀门 、 、 。（2）若水箱安装在七楼楼顶上，且距楼顶地面高1米，小华家住二楼，进水阀距二楼地 面高1米，每层楼高3米，则在进水阀处水压至少为多大时，才能顺利上水？ （3）如图2所示为小华家太阳能热水器的室外安装图其中A为集热器，B是水箱产品说明书如表：根据产品说明书中的参数和题给条件计算：已知集热器接受的太阳能辐射约为4.0106J/m2h，如果每天日照时间按10h计算，该热水器在一天中接 受的