滬科版123內(nèi)燃機(jī)-提高篇課件

內(nèi)燃機(jī)工作沖程的判斷及能量的轉(zhuǎn)化1.可根據(jù)氣閥的開閉和活塞的運(yùn)動(dòng)情況判斷，如表2.能量轉(zhuǎn)化(1)壓縮沖程：活塞對(duì)氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.(2)做功沖程：燃?xì)鈱?duì)外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.區(qū)分吸氣沖程和排氣沖程的關(guān)鍵是觀察進(jìn)氣門和排氣門的開或閉.區(qū)分壓縮沖程和做功沖程的關(guān)鍵是觀察活塞的運(yùn)動(dòng)情況，且火花塞點(diǎn)燃的為做功沖程.【典例】(2021·湘潭中考)如圖是內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的()A.壓縮沖程，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能B.壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C.做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能D.做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能【解析】選C.此題考查內(nèi)燃機(jī)沖程判斷及能量轉(zhuǎn)化情況，解決此類問題可按以下思路分析.一先判斷沖程的種類.可根據(jù)氣門的開閉和活塞的運(yùn)動(dòng)情況加以區(qū)分.二再根據(jù)沖程的特點(diǎn)判斷能量的轉(zhuǎn)化情況.由圖可知：兩氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以此沖程是做功沖程，在這一沖程中是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.故C正確.【典例】(2021·南昌中考)以下流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況，關(guān)于圖中①②③④的補(bǔ)充正確的選項(xiàng)是()不能正確判斷沖程及能量轉(zhuǎn)化A.①做功沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能③壓縮沖程④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.①壓縮沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能③做功沖程④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.①做功沖程②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③壓縮沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.①壓縮沖程②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③做功沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【易錯(cuò)角度】①?zèng)]有掌握四個(gè)沖程的順序；②不了解各沖程中的能量轉(zhuǎn)化.【糾錯(cuò)剖析】【正確答案】D1.關(guān)于熱機(jī),以下說法正確的選項(xiàng)是()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入氣缸C.汽油機(jī)在做功沖程中,進(jìn)氣門關(guān)閉排氣門翻開D.汽油機(jī)在做功沖程中,是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【解析】選D.A項(xiàng)中汽油機(jī)頂部有火花塞,柴油機(jī)頂部有噴油嘴;B項(xiàng)中柴油機(jī)在吸氣沖程中吸入氣缸的是空氣;C項(xiàng)在做功沖程中,兩個(gè)氣門均關(guān)閉.2.如下圖是四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)示意圖，其中屬于壓縮沖程的是()【解析】選B.此題考查對(duì)四沖程的判斷.判斷沖程時(shí),可根據(jù)氣門的開閉和活塞的運(yùn)動(dòng)情況加以區(qū)分.A沖程中進(jìn)氣門翻開,排氣門關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng),是吸氣沖程;B項(xiàng)中兩個(gè)氣門均關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng)是壓縮沖程;C項(xiàng)中兩個(gè)氣門均關(guān)閉,活塞向下運(yùn)動(dòng)是做功沖程;D項(xiàng)中進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門翻開,活塞向上運(yùn)動(dòng),是排氣沖程.3.我們知道,多數(shù)汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程的不斷循環(huán)來連續(xù)工作的.關(guān)于壓縮沖程的作用,以下說法正確的選項(xiàng)是()A.將廢氣排出缸外B.完成對(duì)外做功C.吸進(jìn)汽油和空氣的混合物D.壓縮汽油和空氣的混合物【解析】選D.排氣沖程把廢氣排出缸外,A錯(cuò);做功沖程完成對(duì)外做功,把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,B錯(cuò);在吸氣沖程中,吸進(jìn)汽油和空氣的混合物,C錯(cuò);只有在壓縮沖程中,壓縮汽油和空氣的混合物,把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,D對(duì).4.(2021·連云港中考)小汽車已經(jīng)進(jìn)入千家萬戶.作為汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的汽油機(jī)，一個(gè)工作循環(huán)是由四個(gè)沖程組成的.在壓縮沖程中，__________能轉(zhuǎn)化為__________能.【解析】此題考查壓縮沖程中能量的轉(zhuǎn)化情況.在壓縮沖程中是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.答案：機(jī)械內(nèi)5.內(nèi)燃機(jī)的效率較低,它在工作過程中,能量大局部以_____能的形式耗散掉.如下圖是熱機(jī)的_____沖程；熱機(jī)工作時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染有_____(填一種污染).【解析】?jī)?nèi)能會(huì)以熱傳遞的方式向外散失,同時(shí)排出的廢氣溫度很高,也會(huì)散失一局部?jī)?nèi)能.沖程的判斷可根據(jù)活塞的運(yùn)動(dòng)情況和氣門的開閉來判斷.圖中進(jìn)氣門翻開，活塞向下運(yùn)動(dòng)是吸氣沖程.熱機(jī)對(duì)環(huán)境的污染可從噪聲和廢氣兩方面考慮.答案：內(nèi)吸氣廢氣污染(或噪聲污染)6.如下圖是某種內(nèi)燃機(jī)某一沖程的示意圖，由圖可知：(1)這種內(nèi)燃機(jī)是__________機(jī).(2)它表示的是__________沖程.(3)在這個(gè)沖程中_______能轉(zhuǎn)化為_______能.(4)完成這一沖程，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)_______轉(zhuǎn).(5)仔細(xì)觀察其銘牌，可見“1800r/min〞字樣，那么它正常工作時(shí)，1s對(duì)外做功_______次.【解析】根據(jù)氣缸頂部是噴油嘴可判斷它是柴油機(jī).根據(jù)兩個(gè)氣門都關(guān)閉且活塞向上運(yùn)動(dòng)可知它正處于壓縮沖程，此沖程中活塞壓縮氣缸內(nèi)的氣體，使缸內(nèi)氣體內(nèi)能增大、溫度升高，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.每完成一個(gè)沖程，曲軸與飛輪只轉(zhuǎn)半圈.由于即曲軸與飛輪每秒轉(zhuǎn)30轉(zhuǎn)，完成15次工作循環(huán)，一次工作循環(huán)做一次功，可知每秒做功15次.答案：(1)柴油(2)壓縮(3)機(jī)械內(nèi)(4)半(5)15一、選擇題(本大題共6小題，每題2分，共12分)1.(2021·聊城中考)汽車已經(jīng)走進(jìn)很多現(xiàn)代家庭，如圖為四沖程汽油機(jī)氣缸的工作示意圖，按吸氣、壓縮、做功、排氣的順序排列，以下排序正確的選項(xiàng)是()A.乙丙甲乙B.甲丁乙丙C.丁甲丙乙D.丙丁甲乙【解析】選C.甲圖中，活塞向上運(yùn)動(dòng)，兩氣門關(guān)閉，所以是壓縮沖程；乙圖中，活塞向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門開啟，所以是排氣沖程；丙圖中兩氣門關(guān)閉，火花塞發(fā)出電火花，活塞向下運(yùn)動(dòng)，所以是做功沖程；丁圖中，活塞向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，所以是吸氣沖程.四個(gè)沖程正確的排列順序應(yīng)該是吸氣沖程丁、壓縮沖程甲、做功沖程丙、排氣沖程乙，故C正確.2.在內(nèi)燃機(jī)工作的四個(gè)沖程中，發(fā)生內(nèi)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的是()A.吸氣沖程和壓縮沖程B.壓縮沖程和做功沖程C.做功沖程和排氣沖程D.排氣沖程和吸氣沖程【解析】選B.在壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，應(yīng)選B.3.柴油機(jī)壓縮沖程中，氣缸中空氣的溫度、壓強(qiáng)、體積的變化情況應(yīng)是()A.溫度升高、壓強(qiáng)減小、體積增大B.溫度降低、壓強(qiáng)減小、體積減小C.溫度升高、壓強(qiáng)增大、體積減小D.溫度降低、壓強(qiáng)減小、體積增大【解析】選C.在壓縮沖程中，由于活塞壓縮空氣做功，所以空氣的內(nèi)能增加，溫度升高，體積減小，壓強(qiáng)增大.所以C正確.4.柴油機(jī)上安裝了一個(gè)笨重的飛輪，是為了()A.提高熱機(jī)效率B.節(jié)省燃料C.可以做更多的功D.利用飛輪的慣性完成吸氣、壓縮、排氣三個(gè)輔助沖程【解析】選D.柴油機(jī)工作過程中只有做功沖程對(duì)外做功，其他三個(gè)沖程是靠飛輪的慣性來完成的，飛輪的質(zhì)量越大，慣性越大，應(yīng)選D.5.如下圖，在試管內(nèi)裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，試管內(nèi)的水蒸氣會(huì)將橡皮塞沖出.水蒸氣將橡皮塞沖出的過程中()A.化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D.內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能【解析】選B.水蒸氣將塞子沖出的過程是水蒸氣對(duì)塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，故B正確.6.有關(guān)汽油機(jī)和柴油機(jī)的不同，以下說法中不正確的選項(xiàng)是()A.使用的燃料不同B.柴油機(jī)氣缸的頂部有噴油嘴，汽油機(jī)有火花塞C.柴油機(jī)噴出的柴油立即燃燒，汽油機(jī)中產(chǎn)生電火花使汽油燃燒D.在吸氣沖程中汽油機(jī)吸入氣缸的是汽油和空氣的混合物，而柴油機(jī)吸入氣缸的是柴油【解析】選D.汽油機(jī)和柴油機(jī)在燃料構(gòu)成、吸入氣體、點(diǎn)火方式等方面存在著不同，汽油機(jī)燃燒汽油，柴油機(jī)燃燒柴油；汽油機(jī)有火花塞，柴油機(jī)有噴油嘴；汽油機(jī)吸入汽油與空氣的混合物，柴油機(jī)只吸入空氣；汽油機(jī)是點(diǎn)燃式，柴油機(jī)是壓燃式.二、填空題(本大題共4小題，每空1分，共12分)7.(2021·常州中考)汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由___個(gè)沖程組成，其中對(duì)外做功____次.在壓縮沖程中，氣體的溫度升高，這是通過_____的方式增加內(nèi)能.為了不讓汽油機(jī)在工作時(shí)溫度升得太高，在設(shè)計(jì)制造時(shí)，氣缸外有一個(gè)水套，讓氣缸被水包圍著，這是通過_____的方式減少氣缸內(nèi)能.用水來冷卻氣缸是因?yàn)樗腳____較大.【解析】汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由4個(gè)沖程組成，對(duì)外做功1次.壓縮沖程中，活塞對(duì)氣體做功，氣體內(nèi)能增加，溫度升高，氣缸外被水包圍，利用水的比熱容大，多吸收氣缸的內(nèi)能，屬于熱傳遞方式.答案：41做功熱傳遞比熱容8.柴油機(jī)經(jīng)過____個(gè)沖程，飛輪轉(zhuǎn)1周，假設(shè)某柴油機(jī)轉(zhuǎn)速是1200r/min，那么在一分鐘內(nèi)這臺(tái)柴油機(jī)經(jīng)過____沖程，其中做功沖程出現(xiàn)了____次.【解析】在一個(gè)工作循環(huán)中，四個(gè)沖程曲軸轉(zhuǎn)2周,即飛輪也轉(zhuǎn)2周，所以轉(zhuǎn)1周應(yīng)是經(jīng)過2個(gè)沖程.它1min內(nèi)轉(zhuǎn)1200轉(zhuǎn)，即要經(jīng)過2400個(gè)沖程.由于一個(gè)工作循環(huán)對(duì)外做功一次，所以要做功600次.答案：224006009.六沖程引擎是?群眾科學(xué)?評(píng)選出的2007年世界十大創(chuàng)造之一，它在四沖程的吸氣、壓縮、_____和排氣沖程后，將水注入氣缸，由于缸內(nèi)溫度極高，水在瞬間____為水蒸氣，推動(dòng)活塞活動(dòng)，產(chǎn)生第五沖程，最后蒸汽進(jìn)入冷凝器，_____成水，下一個(gè)循環(huán)可以再次使用.(后兩空格填物態(tài)變化)【解析】解決此題時(shí)，認(rèn)真分析，根據(jù)題目給出的條件和現(xiàn)象就會(huì)得出答案.由于氣缸內(nèi)溫度極高，所以水進(jìn)入后，急劇汽化變成水蒸氣，當(dāng)水蒸氣進(jìn)入冷凝器時(shí)，它會(huì)發(fā)生液化現(xiàn)象形成水.答案：做功汽化液化10.假設(shè)某汽車的水箱中裝有質(zhì)量為5kg、溫度為20℃的水，當(dāng)吸收1.26×106J的熱量時(shí)，水溫將升高到_____℃.【解析】由Q=cmΔt可得：答案：80三、綜合分析題(8分)11.如圖，在試管內(nèi)裝些水,用軟木塞塞住,加熱使水沸騰,水蒸氣會(huì)把木塞沖開,有的同學(xué)由這個(gè)裝置聯(lián)想到內(nèi)燃機(jī),請(qǐng)你用連線反映出他的聯(lián)想創(chuàng)新的思維過程.【解析】此題可采用比照法加以分析.酒精燃燒提供能量與油料燃燒提供能量相同,高溫高壓水蒸氣作用和高溫高壓燃?xì)庾饔孟嗤?都是對(duì)外做功,玻璃管和鞏固氣缸相同,木塞沖出和活塞運(yùn)動(dòng)都是做功的結(jié)果.答案：四、計(jì)算題(8分)12.一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)活塞的橫截面積為600cm2，活塞的行程是100mm，做功沖程的平均壓強(qiáng)是3.5×105Pa.求：(1)做功沖程中氣體做的功.(2)假設(shè)柴油機(jī)每分鐘完成500個(gè)工作循環(huán)，那么柴油機(jī)的功率多大？【解析】此題綜合考查學(xué)生對(duì)內(nèi)燃機(jī)做功和功率的理解和運(yùn)用.解答此題時(shí)，要明白內(nèi)燃機(jī)中是高溫高壓燃?xì)鈱?duì)活塞做功，即先要求出氣體所產(chǎn)生的壓力F：F=pS=3.5×105Pa×