12.4热机与社会发展.ppt

12.412.4　热机与社会发展　热机与社会发展一、热机一、热机1.1.热机的种类热机的种类: :　　 　　、、　　 　　、、　　 　　机、机、　　 　　、、　　 　　和和　　 　　等等. . 2.2.热机的共同特点热机的共同特点: :将燃料的将燃料的　　 　　能通过燃烧转化为内能能通过燃烧转化为内能, ,然后通过然后通过　　 　　, ,内能转化为内能转化为　　 　　能能. . 二、汽油机和柴油机二、汽油机和柴油机1.1.汽油机汽油机(1)(1)汽油机的构造汽油机的构造: :进气门、排气门、火花塞、活塞、气缸等进气门、排气门、火花塞、活塞、气缸等. .蒸汽机蒸汽机汽油机汽油机柴油柴油燃气轮机燃气轮机喷气发动机喷气发动机火箭发动机火箭发动机化学化学做功做功机械机械(2)(2)冲程冲程: :活塞从气缸的一端运动到另一端活塞从气缸的一端运动到另一端. .(3)(3)工作过程工作过程冲程名称冲程名称气门的开合气门的开合活塞运活塞运动方向动方向能量转化能量转化进气门进气门排气门排气门吸气冲程吸气冲程打开打开关闭关闭向下向下──压缩冲程压缩冲程关闭关闭关闭关闭向上向上机械能机械能→→内内能能做功冲程做功冲程关闭关闭关闭关闭向下向下内能内能→→机械机械能能排气冲程排气冲程关闭关闭打开打开向上向上──(4)(4)一个工作循环一个工作循环: :四冲二转一做功四冲二转一做功, ,即即　　 　　冲程冲程, ,活塞往复活塞往复　　 　　次次, ,曲轴转曲轴转动动　　 　　周周, ,对外做功对外做功　　 　　次次. . 四个四个两两两两一一2.2.柴油机与汽油机的不同柴油机与汽油机的不同　　项目　　项目内燃机　　内燃机　　汽油机汽油机柴油机柴油机区区别别构造构造气缸顶部有火花塞气缸顶部有火花塞气缸顶端有喷油气缸顶端有喷油嘴嘴燃料燃料汽油汽油柴油柴油吸气吸气冲程冲程吸入汽油与吸入汽油与空气的混合气体空气的混合气体只吸入空气只吸入空气点火方式点火方式点燃式点燃式压燃式压燃式效率效率低低,20%,20%～～30%30%高高, ,可达可达45%45%3.3.热机效率热机效率用来做有用功的能量与燃料用来做有用功的能量与燃料　　 　　放出的能量之比放出的能量之比. . 完全燃烧完全燃烧知识点一　热机知识点一　热机1.(1.(20172017绥化绥化) )如图是汽油机一个工作循环的四个冲程如图是汽油机一个工作循环的四个冲程, ,顺序排列正确的是顺序排列正确的是( (　　 　　) )A.A.甲乙丙丁甲乙丙丁B.B.乙丙甲丁乙丙甲丁C.C.丁丙乙甲丁丙乙甲D.D.丁甲丙乙丁甲丙乙C C2.2.如图是内燃机的某个冲程如图是内燃机的某个冲程. .下列四幅图的情况与该冲程的能量转化方式一致的下列四幅图的情况与该冲程的能量转化方式一致的是是( (　　 　　) )3.3.汽油机是热机的一种汽油机是热机的一种, ,汽油在气缸内燃烧时将汽油在气缸内燃烧时将　　 　　能转化为能转化为　　 　　能能. .如如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图图所示是四冲程汽油机工作状态示意图, ,由图可以看出由图可以看出, ,此时它正处在此时它正处在　　 . .　　冲程冲程. . A A化学化学内内做功做功知识点二　热机效率与环境保护知识点二　热机效率与环境保护4.4.为节约能源为节约能源, ,需提高热机的效率需提高热机的效率, ,下列措施不能提高效率的是下列措施不能提高效率的是( (　　 　　) )A.A.尽量使燃料充分燃烧尽量使燃料充分燃烧B.B.尽量减少热机部件间的摩擦尽量减少热机部件间的摩擦C.C.尽量减少废气带走的热量尽量减少废气带走的热量D.D.尽量增加热机的工作时间尽量增加热机的工作时间D D5.5.某物理兴趣小组的同学某物理兴趣小组的同学, ,用煤炉给用煤炉给10 kg10 kg的水加热的水加热, ,同时他们绘制了如图所示的同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图线加热过程中水温随时间变化的图线. .若在若在6 min6 min内完全燃烧了内完全燃烧了0.2 kg0.2 kg的煤的煤, ,水的比水的比热容为热容为4.24.2××10103 3 J/(kg J/(kg·℃),℃),煤的热值约为煤的热值约为3 3××10107 7 J/kg. J/kg.求求: :(1)(1)煤完全燃烧产生的热量煤完全燃烧产生的热量; ;(2)(2)经过经过6 min6 min时间加热时间加热, ,水所吸收的热量水所吸收的热量; ;(3)(3)煤炉烧水时的热效率煤炉烧水时的热效率. .解析解析: :(1)(1)煤完全燃烧产生的热量煤完全燃烧产生的热量Q Q放放= =mqmq=0.2 kg=0.2 kg×3 3×10107 7 J/kg=6 J/kg=6×10106 6 J. J.(2)(2)水吸收的热量水吸收的热量O O吸吸= =cmΔtcmΔt=4.2=4.2×10103 3 J/(kg J/(kg·℃)℃)×10 kg10 kg×(80 ℃-20 ℃)(80 ℃-20 ℃)=2.52=2.52×10106 6 J. J.答案答案: :(1)6(1)6××10106 6 J J　　(2)2.52(2)2.52××10106 6 J J　　(3)42%(3)42%1.1.汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分, ,汽车多数采用汽油机作为发动机汽车多数采用汽油机作为发动机. .如如图是四冲程汽油机的工作循环示意图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下列说法中不正确的是( (　　 　　) )A.A.甲冲程是把机械能转化为内能甲冲程是把机械能转化为内能B.B.乙冲程是排气冲程乙冲程是排气冲程C.C.丙冲程是把机械能转化为内能丙冲程是把机械能转化为内能D.D.丁冲程是吸气冲程丁冲程是吸气冲程C C2.2.关于四冲程内燃机关于四冲程内燃机, ,下列说法正确的是下列说法正确的是( (　　 　　) )A.A.汽油机可以自动运转起来汽油机可以自动运转起来B.B.三个辅助冲程靠飞轮惯性来完成三个辅助冲程靠飞轮惯性来完成C.C.三个辅助冲程可以减少一个三个辅助冲程可以减少一个D.D.调整四个冲程的顺序也能完成调整四个冲程的顺序也能完成3.(3.(20172017枣枣庄庄) )如如图图是是某某内内燃燃机机工工作作时时的的能能量量流流向向图图, ,该该内内燃燃机机的的热热机机效效率率是是( (　　 　　) )A.25%A.25%B.35%B.35%C.40%C.40%D.75%D.75%B BB B4.(4.(20172017益阳益阳) )为了节约能源为了节约能源, ,需要提高热机的效率需要提高热机的效率, ,下列措施不能提高热机效率的下列措施不能提高热机效率的是是( (　　 　　) )A.A.让燃料与空气混合充分让燃料与空气混合充分, ,使燃料燃烧得比较完全使燃料燃烧得比较完全B.B.在设计与制造热机时要不断改进与创新在设计与制造热机时要不断改进与创新, ,以减少能量的损失以减少能量的损失C.C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦尽量减少热机内部各部件间的摩擦D.D.尽量增加热机的工作时间尽量增加热机的工作时间5.5.如图是四冲程汽油机工作的四个冲程示意图如图是四冲程汽油机工作的四个冲程示意图, ,其中使汽车获得动力的冲程是其中使汽车获得动力的冲程是( (　　 　　) )D DC C6.6.(2017(2017广元广元) )汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的汽车汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的, ,其中由机其中由机械能转化为内能的是械能转化为内能的是　　 　　冲程冲程. .已知汽油的热值为已知汽油的热值为4.64.6××10107 7 J/kg,2 kg J/kg,2 kg汽油汽油完全燃烧时释放的热量为完全燃烧时释放的热量为　　 　　 J.J.已知汽车防冻液比热容为已知汽车防冻液比热容为4.24.2××10103 3 J/(kgJ/(kg·℃),℃),防冻液从防冻液从90 ℃90 ℃冷却到冷却到20 ℃20 ℃的过程中的过程中, ,放出的热量为放出的热量为2.942.94××10106 6 J, J,则则汽车防冻液的质量为汽车防冻液的质量为　　 　　 kg. kg. 7.7.某四冲程汽油机的转速为某四冲程汽油机的转速为3 000 r/min,3 000 r/min,则则1 1秒内秒内, ,该汽油机完成该汽油机完成　　 　　个冲程个冲程, ,做功做功　　 　　次次. . 8.8.如图所示如图所示, ,图图A,B,C,DA,B,C,D是四冲程汽油机的工作示意图是四冲程汽油机的工作示意图, ,图图E,FE,F是演示实验的示意图是演示实验的示意图.C.C图是图是　　 　　冲程冲程, ,与它原理相同的是与它原理相同的是　　 　　图所示的演示实验图所示的演示实验. .汽油机的工作汽油机的工作示意图中机械能转化为内能的冲程是示意图中机械能转化为内能的冲程是　　 　　图图.(.(后两空选填字母后两空选填字母) ) 压缩压缩9.29.2××10107 710101001002525做功做功F FB B9.9.在如图所示的在如图所示的““汽油机模型汽油机模型””实验中实验中, ,厚壁有机玻璃圆筒内底部装有两放电针厚壁有机玻璃圆筒内底部装有两放电针, ,将适量汽油喷入筒内将适量汽油喷入筒内, ,用软木塞塞住筒口用软木塞塞住筒口, ,摇动起电机摇动起电机, ,如果观察到放电针放电、如果观察到放电针放电、汽油燃烧汽油燃烧, ,软木塞被高温高压气体软木塞被高温高压气体　　 　　, ,即可模拟四冲程汽油机工作时的即可模拟四冲程汽油机工作时的　　 冲程冲程. . 冲出冲出做功做功　　。