14.1熱機(jī)（講義）學(xué)生版

人教版八年級物理上冊第14章《內(nèi)能的利用》第1節(jié)熱機(jī)講義（知識點(diǎn)總結(jié)+例題講解）序號知識點(diǎn)難易程度例題數(shù)變式題數(shù)合計(jì)一熱機(jī)：汽油機(jī)★3328二內(nèi)燃機(jī)的四個沖程★★77三柴油機(jī)、汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別★44一、熱機(jī)：1.內(nèi)能的利用方式：熱傳遞和做功；（1）利用內(nèi)能來加熱：從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程；（2）利用內(nèi)能來做功：從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2.熱機(jī)是利用內(nèi)能做功的機(jī)械：熱機(jī)：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等；3.內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類；4.汽油機(jī)：①汽油在氣缸里面燃燒時生成高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞做功，活塞移動帶動曲軸轉(zhuǎn)動；②活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，從汽缸的一端運(yùn)動到另一端的過程，叫做一個沖程；③多數(shù)汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作；一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，活塞往復(fù)2次（4沖程），對外做功1次?！纠}1】熱機(jī)工作時，內(nèi)能被轉(zhuǎn)化為（）A．核能B．電能C．機(jī)械能D．化學(xué)能【變式1】下面有關(guān)內(nèi)能和熱機(jī)說法正確的是（）A．溫度高的物體比溫度低的物體內(nèi)能大B．做功改變內(nèi)能的效果比熱傳遞好C．燃料的熱值是這種燃料完全燃燒放出的熱量D．汽輪機(jī)是利用內(nèi)能做功的機(jī)械【例題2】內(nèi)燃機(jī)問世100多年來，經(jīng)過不斷地改進(jìn)與發(fā)展，應(yīng)用范圍越來越廣，并極大地改善了陸地、海洋，乃至空中的交通運(yùn)輸方式。下列機(jī)器應(yīng)用了內(nèi)燃機(jī)的是（）A．噴氣式飛機(jī)B．洗衣機(jī)C．電動自行車D．電飯煲【變式2】關(guān)于內(nèi)燃機(jī)的下列說法中正確的是（）A．汽油機(jī)頂部有噴油嘴B．在柴油機(jī)的壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為柴油和空氣混合物的內(nèi)能C．進(jìn)、排氣門同時關(guān)閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程D．柴油機(jī)在吸氣沖程中吸入柴油和空氣【例題3】以下機(jī)械屬于熱機(jī)的是（）A．噴氣發(fā)動機(jī)B．滑輪組C．洗衣機(jī)D．螺旋式千斤頂【變式3】下列所示的交通工具工作過程中使用熱機(jī)的是（）A．自行車B．柴油車C．電動自行車D．皮筏艇二、汽油機(jī)的四個沖程：1.吸氣沖程：進(jìn)氣閥門打開，排氣閥門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動。（同時吸入汽油與空氣）2.壓縮沖程：進(jìn)氣閥門、排氣閥門都關(guān)閉；活塞向上運(yùn)動；機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3.做功沖程：進(jìn)氣閥門、排氣閥門都關(guān)閉；火花塞點(diǎn)火；汽油燃燒放熱膨脹，推動活塞向下運(yùn)動，對外做功；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(只有做功沖程對外做功)4.排氣沖程：進(jìn)氣閥門關(guān)閉，排氣閥門打開；活塞向上運(yùn)動；排出廢氣。一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，活塞往復(fù)2次（4沖程），對外做功1次?！纠}4】有關(guān)四沖程內(nèi)燃機(jī)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(jī)械能B.工作開始時要靠外力啟動C.工作中壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.每一個工作循環(huán)，燃?xì)庵蛔龉σ淮巍咀兪?】內(nèi)燃機(jī)在壓縮沖程末，汽缸內(nèi)的（）A．內(nèi)能增大，溫度升高B．內(nèi)能不變，溫度升高C．內(nèi)能減小，溫度升高D．內(nèi)能減小，溫度降低【例題5】如圖所示的某單缸四沖程汽油機(jī)說法正確的是（）A．飛輪慣性完成沖程的是乙、丙、丁B．四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個工作循環(huán)中工作過程依次是丁丙乙甲C．甲圖中能量的轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．乙圖中汽缸內(nèi)氣體溫度會下降【變式5】如圖所示是四沖程汽油機(jī)的剖面圖，關(guān)于其四個沖程的描述錯誤的是（）A．吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸B．壓縮沖程中，活塞的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為燃料混合物的內(nèi)能C．做功沖程中，具有很明顯的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程D．排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量中很大部分【例題6】如圖表示四沖程內(nèi)燃機(jī)的某個沖程示意圖，關(guān)于這個沖程下列分析正確的是（）A．活塞正向上運(yùn)動B．這是做功沖程C．工作時將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．氣缸內(nèi)燃?xì)獾臏囟壬?，壓?qiáng)增大【變式6】如圖是內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的一個工作沖程，它是（ ）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【例題7】如圖所示，將鐵絲快速彎折十余次，彎折處溫度升高，該過程與四沖程汽油機(jī)哪一個沖程能量轉(zhuǎn)化相同？（）A．吸氣沖程 B．壓縮沖程C．做功沖程 D．排氣沖程【變式7】如圖所示，用熱水壺?zé)练序v時，水蒸氣會頂開壺蓋。熱機(jī)工作中，與此能量轉(zhuǎn)化相同的沖程是（）A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程【例題8】某汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為2400r/min，則在1s內(nèi)汽油機(jī)對外做功的次數(shù)是（）A．2400次B．1200次C．40次D．20次【變式8】某單缸四沖程汽油機(jī)工作過程中，轉(zhuǎn)數(shù)穩(wěn)定在“3000r/min”，說法錯誤的是（）A．在壓縮沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．汽油機(jī)每秒鐘完成100個沖程，做功25次C．只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾龉．汽油在氣缸中燃燒的過程中，熱值逐漸減小【例題9】某四沖程汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速是1500R/min，那么1min里，該汽油機(jī)的沖程數(shù)和燃?xì)庾龉Υ螖?shù)分別是（）A.3000個，6000次B.6000個，3000個C.3000個，750次D.750個，3000次【變式9】一臺內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速是1440轉(zhuǎn)/分，那么在每秒鐘內(nèi)（）A.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?2次，活塞完成48個沖程B.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動1440轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?20次，活塞完成2880個沖程C.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動1440轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?440次，活塞完成1440個沖程D.轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動24轉(zhuǎn)，燃?xì)鈱钊龉?4次，活塞完成24個沖程【例題10】如圖所示為汽油機(jī)的四個沖程，其中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是圖。1min內(nèi)汽油機(jī)完成2400個工作循環(huán)，飛輪的轉(zhuǎn)速為r/s。汽油機(jī)完成一個工作循環(huán)時，需要吸入2L的燃料，其質(zhì)量為kg，這些燃料完全燃燒放出的熱量為J。（ρ燃料＝1.4kg/m3，q燃料＝4.6×107J/kg）【變式10】某單缸四沖程汽油機(jī)的氣缸活塞面積為30cm2，一個沖程活塞在氣缸中移動的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為9.0×105Pa，飛輪1min轉(zhuǎn)動1800周，當(dāng)汽油機(jī)滿負(fù)荷工作時（不計(jì)摩擦），下列說法中正確的是（）A．汽油機(jī)每秒內(nèi)完成30個沖程B．汽油機(jī)的功率為2025WC．做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫?.7×107ND．一個做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓?.35×105J三、柴油機(jī)、汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別：1.汽油機(jī)和柴油機(jī)剖面圖：（1）汽油機(jī)的構(gòu)造（2）柴油機(jī)的構(gòu)造2.柴油機(jī)的工作原理：（1）柴油機(jī)的工作過程也分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程；（2）在吸氣沖程里，吸進(jìn)氣缸的只有空氣；（3）在壓縮沖程中，活塞把空氣的體積壓縮得非常小，使得空氣的溫度很高；（4）在壓縮沖程結(jié)束的時候，氣缸內(nèi)空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油，遇到熱空氣便立刻燃燒起來；（5）柴油機(jī)工作過程中壓強(qiáng)比較大，要求各有關(guān)零部件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因此柴油機(jī)比較笨重。3.柴油機(jī)和汽油機(jī)的區(qū)別：①汽油機(jī)氣缸頂部有火花塞，柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴；②汽油機(jī)吸氣沖程吸入的是汽油與空氣的混合物，柴油機(jī)吸氣沖程只吸入空氣；③汽油機(jī)點(diǎn)火方式為點(diǎn)燃式，柴油機(jī)點(diǎn)火方式壓燃式；④汽油機(jī)的效率低，柴油機(jī)效率高；⑤汽油機(jī)機(jī)體較輕，柴油機(jī)機(jī)體較重。【例題11】關(guān)于熱機(jī)，下列說法正確的是（ ）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.改正技術(shù)后，熱機(jī)的效率可以達(dá)到100%D.汽油機(jī)和柴油機(jī)除了做功沖程外，其他三個沖程都是依靠飛輪的慣性完成的【變式11】下列關(guān)于熱機(jī)的描述正確的是（）A．汽油機(jī)和柴油機(jī)點(diǎn)火都靠的是火花塞B．汽油機(jī)的活塞運(yùn)動一個周期對外做一次功C．柴油機(jī)比汽油機(jī)效率高，是因?yàn)樗鼘諝獾膲嚎s比更大D．熱機(jī)在工作過程中，把活塞的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能【例題12】下列關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的說法，正確的是（）A.柴油機(jī)的工作過程分為吸氣、壓縮、排氣三個沖程B.汽油機(jī)和柴油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī)C.在吸氣沖程中，汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合物，而柴油機(jī)吸入的是柴油和空氣的混合物D.汽油機(jī)頂部有噴油嘴，而柴油機(jī)頂部有火花塞【變式12】與汽油機(jī)相比較，柴油機(jī)（）A．氣缸頂部無火花塞，吸入氣缸的是空氣，效率較高B．氣缸頂部無火花塞，吸入氣缸的是柴油，效率較高C．氣缸頂部有火花塞，吸入氣缸的是空氣，效率較低D．有火花塞，吸入氣缸的是柴油和空氣的混合燃料，效率高【例題13】下列關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的主要區(qū)別，說法正確的是（）A．構(gòu)造上，汽油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴，柴油機(jī)氣缸頂部有火花塞 B．吸氣沖程中，柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機(jī)吸入汽缸的是空氣 C．在壓縮沖程末，柴油機(jī)的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式，汽油機(jī)的點(diǎn)火方式是壓燃式 D．在做功沖程中，柴油機(jī)的燃?xì)鉁囟群蛪簭?qiáng)比汽油機(jī)里的高【變式13】柴油機(jī)和汽油機(jī)的區(qū)別：在構(gòu)造上的主要區(qū)別是：柴油機(jī)汽缸頂部有，汽油機(jī)汽缸頂部有。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)吸入汽缸里的是。目前我國正在研發(fā)一款以壓縮空氣為動力的環(huán)保車。汽車使用前需要壓縮存儲，這一過程通過的方式使氣體內(nèi)能增加。開動時，釋放的氣體推動發(fā)動機(jī)，將氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為能；此車緊急剎車時，剎車片和輪胎都變熱，汽車的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能。當(dāng)汽油在發(fā)動機(jī)內(nèi)燃燒不充分時會冒“黑煙”，這時發(fā)動機(jī)的效率（選填“升高”“不變”或“降低”）。發(fā)動機(jī)散熱器常用水做冷卻劑，這是因?yàn)樗拇??！纠}14】如圖所示的實(shí)驗(yàn)中，試管內(nèi)的水沸騰后。能使小葉輪旋轉(zhuǎn)起來。在這個實(shí)驗(yàn)中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為并傳給水，水沸騰形成的水蒸氣驅(qū)動葉輪轉(zhuǎn)動，最終轉(zhuǎn)化成了葉輪的機(jī)械能，這就是（選填“蒸汽機(jī)”或“內(nèi)燃機(jī)”）的工作原理?！咀兪?4】制作汽輪機(jī)。（1）制作葉輪：在圓形軟木塞四周用小刀切幾個對稱的小縫，將鋁片插在小縫中，在葉輪中心用錐子鉆一個小孔，將鐵絲穿過小孔，使葉輪能在鐵絲上自由轉(zhuǎn)動。（2）組裝“汽輪機(jī)”：按照如圖所示組裝