2022年《第二章改变世界的热机》知识点与对应练习 .pdf

第二章改变世界的热机知识点与对应练习第一节热机知识点一、利用内能来做功内能的主要应用： （1）_； （2）_。如图所示，加热试管使水沸腾，观察到小叶轮转动起来。这个实验说明：燃料的_能转化为 _能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动，水蒸气的_能转化为叶轮的_能。知识点二、热机（1）热机：通过燃料燃烧获取_能并转化为 _能的装置。（2）热机的原理：（3）热机的分类：最早的热机是_；蒸汽轮机；内燃机；喷气发动机；火箭发动机。练习题： 如图所示，把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上，管里放一些酒精，管口用塞子塞紧，用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动，一会看到塞子被弹起。（1）拉动绳子克服摩擦做功，是将机械能转化为_能。（2）请说出该实验中的某一现象并简述其原因。现象： _；原因： _ 。第二节 内燃机知识点一、内燃机（1）内燃机：工作时，燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功，叫做活塞式内燃机。常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。（2）内燃机工作时的能量转化：知识点二、汽油机（1）构造：气缸、活塞、进气活门、排气活门、曲轴、连杆、飞轮、火花塞。（2）工作过程：吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向_运动。吸入 _。压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向_运动，压缩缸内混合气体，压强增大，内能_，温度 _，把 _能转化为 _能） 。做功冲程：进气门和排气门都关闭。压缩冲程末，气缸顶部的火花塞发出电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞向_运动做功，把 _能转化为 _能。排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向_运动，排出废气。（3）点火方式： _。知识点三、柴油机（1）构造：气缸、活塞、进气活门、排气活门、曲轴、连杆、飞轮、喷油嘴。（2）工作过程：吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向_运动。吸入 _。压缩冲程：（压缩缸内气体，内能增大，温度升高，压强增大，把_能转化为 _能） ；做功冲程：压缩冲程末，气缸顶部的喷油嘴喷出雾状柴油，压燃式点火，产生高温高压的燃气推动活塞做功，把_能转化为 _能。排气冲程：排出废气。（3）点火方式 :_ 。燃料的_能燃烧_能（_）_能精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - - （4）四冲程汽油机和柴油机的一个工作循环，_个冲程，活塞往复运动_次，曲轴连杆转_周，飞轮转 _周，只有 _冲程对外做功 _次，把内能转化为机械能，其它三个冲程靠 _完成。练习题：1. 下面是汽油机工作的四个冲程，其中将机械能转化为内能的是（）A.吸气冲程B. 压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程2. 如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（）3. 一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1800r/min ， 该汽油机每秒钟内完成_个工作循环，对外做功 _次。第三节 热机效率知识点一、热机效率（1）热机燃料燃烧释放能量的流向：废气（废气温度还较高，燃料未完全燃烧）；冷却水；克服摩擦与辐射（散热）；输出有用功。（2）热机效率的定义：热机所做有用功（有效利用的能量）与燃料完全燃烧释放的热量之比叫做热机效率。（热机工作时总是有能量的损失，所以热机效率始终小于1）（3）效率的计算式：_100% ，变形式： W有用_； Q放_。（4）提高热机效率的途径：减少热机工作中的各种能量损失。使燃料充分燃烧；减少机械摩擦损失；（减少机械散热和废气带走热量。知识点二、热机工作的污染（1）环境污染：废气（二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物等），粉尘。二氧化碳引起温室效应。热污染（废气和冷却水带走大量热量，是城市“热岛效应”的原因之一。噪声。（2）保护环境：利用绿色能源；研究和开发低能耗、少污染的高性能热机；控制和减小污染。练习题：1. 关于热机，下列说法错误的是（）A.热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B.在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率C.柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大D.在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能2. 一台效率为40% 的柴油机，当输出3.44 107J 有用功时，消耗的柴油质量是（柴油的热值是4.3 107J/kg ）（）A.0.8kg B.2kg C.0.32kg D.2.8kg 3. 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 4.6 l07J/kg 。则：（1）10kg 汽油完全燃烧时所产生的热量是多少J ？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - - （2）该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是_kg。（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。（4）该汽车发动机的效率是_% 。4. 用煤气灶把1kg、初温为20的水烧到70，消耗了10g 煤气。则：（1）水吸收的热量为_J。（2）煤气完全燃烧放出的热量为_J。 （煤气的热值为4.2 107J/kg ）（3）煤气灶烧水的效率为_% 。5. 某汽车公司的某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是 3.0 103N，消耗燃油1.5L 。若燃油的密度0.8 103kg/m3，燃油热值为q 4107J/kg ， （假设燃油完全燃烧）求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）则该专用车的热机效率是多少？6. 某以汽油为燃料的观光汽车沿该盘山公路（盘山公路近似处理为斜面）以36km/h 的速度匀速行驶，经过15min 从山脚到达山顶；汽车上山时沿路面获得的牵引力恒为9.2 103N。该汽车的效率为 30% ，汽油热值q4.6 107J/kg ，求：（1）汽车上山时牵引力的功率为多大？（2）汽车从山脚到山顶消耗了多少千克的汽油？精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 7. 下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（）A.热机的大量使用会造成环境污染 B.所有的热机都是用汽油作燃料C.汽车排出的尾气都是有毒气体 D.热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除8. 某辆小汽车油箱内装满35kg 汽油，司机小王驾车到某城市执行任务，路程为300km 。在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920N。（汽油完全燃烧产生的内能有30转化为机械能；汽油的热值为4.6 107J/kg ）求：（1）汽车到达目的地牵引力所做的功。（2）通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。解： （1）因汽车匀速行驶汽车的牵引力F 等于阻力 f ，即： Ff 920N 汽车到达目的地牵引力所做的功：Fs920N3105m 2.76 108J （2）由100%WQ有放得：882.76 109.2 1030%WJQJ有放由 Q放mq 得实际消耗汽油：879.2 10204.6 10/QJmkgqJ kg放而汽车油箱装有35kg 汽油所以，汽车在行驶途中不需要加油9. 某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为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9.0 lO5Pa，飞轮 lmin 转动 1800 周，当汽油机满负荷工作时（不计摩擦），若 1min 消耗汽油0.1L 。汽油的密度 0.8 103kg/m3；汽油的热值为4.6 l07Jkg。求：（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2700N）（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（135J）（3）汽油机的功率； （2025W ）（4）该汽油机的效率。 （3.3%）解： （1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力：FpS9.0 lO5Pa310-3m2 2.7 103N （2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功：WFs2.7 103N5 10-2m 135J （3）汽油机在1min 做的总功： W总900900135J1.215 105J 汽油机的功率：51.21510202560WJPWts总（4）汽油机的效率：533437561.215 10100%100%0.8 10 kg/m104.6 10/1.215 10100%3.3%3.68 10WJQmJ kgJJ总放精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - - 文档编码：KDHSIBDSUFVBSUDHSIDHSIBF-SDSD587FCDCVDCJUH 欢迎下载 精美文档欢迎下载 精品资料 - - - 欢迎下载 - - - - - - - - - - - 欢迎下载 名师归纳 - - - - - - - - - -第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - - -