第节 热 机(配套学案P5)
(对应学生用书第6页)
一、热机
1.热机原理
燃料的化学能内能机械能
2.定义
把内能转化为机械能的机器.
3.内燃机
(1)分类:包括汽油机和柴油机.
(2)一个冲程:活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程.
(3)一个工作循环:包括四个冲程.
(4)四个冲程的过程
内容
冲程
图示
进气门
排气门
活塞
运动
能量
转化
温度
变化
吸气
冲程
打开
关闭
上
下
无
压缩
冲程
关闭
关闭
上
下
机械
能转
化为
内能
内能
增加,
温度
升高
做功
冲程
关闭
关闭
上
下
内能
转化为
机械能
内能
减少,
温度
降低
续表
内容
冲程
图示
进气门
排气门
活塞
运动
能量
转化
温度
变化
排气
冲程
关闭
打开
上
下
无
二、汽油机和柴油机的区别
类别
构造
吸入汽
缸物质
压缩
程度
点火
方式
工作物质
温度、压强
输出
功率
结构
汽油机
顶部
火花塞
汽油和
空气的
混合物
较小
点燃式
较低
较小
较轻
柴油机
顶部
喷油嘴
空气
很大
压燃式
很高
较大
笨重
(对应学生用书第6页)
探究:区别热机四个冲程的方法
【典例】 (2012龙东)如图所示是汽油机工作时各冲程的示意图,其中表示做功冲程的是( C )
解析:做功冲程是进、排气门都关闭,活塞向下运动,故选C.
(对应学生用书第7页)
【课堂小结】
【中考在线】
1.(2012大连)(多选题)如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图.汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动.在活塞向下运动的过程中,汽缸内气体的( AB )
A.内能减少 B.温度降低
C.密度增大 D.分子热运动加快
解析:两个气门关闭,活塞向下运动,是做功冲程,在此过程中内能转化为机械能,故气体的内能减少、温度降低,分子热运动减慢;气体质量不变,体积变大,故气体分子的密度减小.
2.(2012泰州)汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能,如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在做功冲程.
解析:汽油机是热机的一种,汽油在汽缸内燃烧时将化学能转化为内能;从图中可以看出,火花塞点火和活塞向下移动的特点,可以判断这个冲程是做功冲程.
(对应学生用书第68页)
【测控导航】
知识点
题号
内燃机工作原理
1、2、4、5、6、7、8、9*、10*
内燃机应用
3
(注:右上角一个“*”为中档题,两个“*”为难题,无标识为基础题)
【基础达标】
一、选择题
1.汽油机由四个冲程不断循环来保证连续工作.其中将内能转化为机械能的是( C )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
解析:做功冲程将内能转化为机械能,选C.
2.摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是( C )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
解析:做功冲程将内能转化为机械能,所以只有做功冲程才提供动力.
3.以下交通工具中,常用汽油机作为动力装置的是( A )
A.小轿车 B.载重卡车
C.远洋轮船 D.拖拉机
解析:小轿车是消耗汽油的,发动机是汽油机,A对;载重卡车、远洋轮船和拖拉机都是消耗柴油的,发动机是柴油机,柴油机提供动力大,B、C、D错.
4.四冲程柴油机的一个汽缸内连续完成40个冲程,下列关于它的做功和曲轴转动情况正确的是( D )
A.做功40次,曲轴转动40周
B.做功20次,曲轴转动20周
C.做功10次,曲轴转动40周
D.做功10次,曲轴转动20周
解析:一个工作循环包括四个冲程,活塞往复二次,曲轴转动两周,对外做功一次,40个冲程,有10个工作循环,对外做功10次,曲轴转动20周,故选D.
5.金属制成的汽缸中装有柴油与空气的混合物,有可能使汽缸中柴油达到点燃的过程是( A )
A.迅速向里推活塞
B.迅速向外拉活塞
C.缓慢向里推活塞
D.缓慢向外拉活塞
解析:压缩气体,对气体做功,气体的内能增加,温度升高,柴油才可能点燃,即做功冲程.
6.如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( D )
A.(甲)、(乙)、(丙)、(丁)
B.(丁)、(丙)、(乙)、(甲)
C.(甲)、(丙)、(乙)、(丁)
D.(甲)、(丁)、(乙)、(丙)
解析:内燃机分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程.其中吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动;压缩冲程:进、排气门都关闭,活塞向上运动;做功冲程:进、排气门关闭,活塞向下运动;排气冲程:进气门关闭、排气门打开,活塞向上运动.
综合分析可知,正确的顺序是(甲)、(丁)、(乙)、(丙),D项符合要求.
二、填空题
7.单缸四冲程柴油机,做功冲程将内能转化为机械能,其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的.
8.汽油机的吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物吸入汽缸中.在柴油机中,只有空气吸入汽缸.
解析:吸气冲程进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,将汽油和空气的混合物吸入汽缸中.在柴油机中,只有空气吸入汽缸中.
9.转速为1 800 r/min的四冲程内燃机,每秒经过60个冲程,做功15次.若该内燃机的功率为9 000 W,则一次做功600 J.
解析:每分钟转1 800转,1秒钟转=30转,30转有15个工作循环,因此有60个冲程,做15次功.一次做功 J=600 J.
【能力提升】
10.有的同学由如图所示的装置联想到内燃机,请你用连线反映出他的联想创新的思维过程.
酒精燃烧 坚固汽缸
高温高压水蒸气 活塞运动做功
玻璃管 燃料燃烧
木塞冲出 高温高压燃气
解析:由该置的过程可知:木塞冲出是水蒸气膨胀做功,使木塞获得机械能,木塞对应内燃机中的活塞;酒精燃烧释放能量,使玻璃管里产生高温高压水蒸气,水蒸气膨胀做功与内燃机燃料燃烧使汽缸内产生高温高压燃气,燃气膨胀对外做功对应;玻璃管中产生高温高压水蒸气与坚固汽缸中产生高温高压燃气相对应;酒精燃烧与燃料燃烧相对应.
答案:
