2018秋九年级物理第十四章内能的利用方法在手答题无忧同步辅导新版新人教版.docx

方法在手 答题无忧一、热机冲程与能量转化的判断判断内燃机的冲程分两步：一是看清两个气门的关、闭状态，二是看清活塞的运动方向。两个气门一个打开，一个关闭：活塞向下运动是吸气冲程；活塞向上运动就是排气冲程。两个气门都关闭：活塞向下运动是做功冲程，内能转化为机械能；活塞向上运动就是压缩冲程，机械能转化为内能。例1 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图1是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（ ）图1A.甲冲程是把机械能转化为内能 B.乙冲程是把内能转化为机械能C.丙冲程是把机械能转化为内能 D.丁冲程是把内能转化为机械能解析 甲图两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能，A正确；乙图排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，没有能量转化的过程，B错误；丙图两个气门都关闭，火花塞点火，使燃料猛烈燃烧，燃气推动活塞向下运动，是做功冲程，将内能转化为机械能，C错误；丁图进气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程，没有能量转化的过程，D错误。答案 A二、热机的转速与做功次数的关系四冲程汽油机和柴油机的工作原理相同，完成的工作循环数、对外做功的次数、飞轮的转数及冲程数可简记为“1124”，即一个工作循环，对外做功1次，飞轮转动2周，经历四个冲程。例2 四冲程汽油机的转速为600r/min，则在每秒种内，汽油机对外做功的次数为（ ）A.300次 B.600次 C.10次 D.5次解析 如果不注意是每秒钟内，很容易错A，或误认为飞轮每转一周做功一次而错选C。汽油机在一个工作循环中，活赛往复2次，曲轴转2周，经历4个冲程，对外做功1次，也就是曲轴转2周做功1次。600r/min10r/s，即每秒转10r，完成5个工作循环，对外做功5次。答案 D例3 （2014 安顺）一台四冲程柴油机飞轮的转速为2400r/min，则在1s内，柴油机完成_个冲程；对外做功的次数是_。解析 在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈。一台柴油机飞轮的转速为2400r/min，则该柴油机每秒钟转40圈，完成20个工作循环，柴油机完成80个冲程；对外做20次功。答案 80 20三、热机效率的计算热机效率的计算公式是，对内燃机而言，输出的机械能为有效利用的能量，一般根据汽油机的输出功率可得到做有用功的能量，即；燃料燃烧放出的能量为总能量，可利用公式求得。车型某品牌轿车排气量1.8L最大功率75kW空燃比14:1汽油热值4.6107J/kg例4 下表是某品牌小轿车的一些技术参数，其中排气量是指发动机汽缸的工作容积，一般情况下，发动机的排气量越大，功率越大；空燃比是指汽缸内空气和燃油的质量比。当该发动机以最大功率工作时，汽缸内汽油和空气的混合物密度为1.35kg/m3，1min内高温高压的燃气推动活塞做功2600次。求发动机以最大功率工作时：（1）1min内做的有用功；（2）对外做功1次消耗汽油的质量；（3）热机的效率。解析 （1）1min内所做的有用功：（2）做功1次消耗汽油的质量：（3）1min内汽油完全燃烧释放的热量：热机的效率：答案 （1）4.5106J/ （2）1.6210-4kg/ （3）23.2%例5 如图2所示为汽油机做功冲程的示意图。若某型号单缸四冲程汽油机的活塞直径为60mm（面积近似为S3.0103m2），活塞冲程长度为L0.06m，某种工作状态下做功冲程燃气的平均压强为p1.0106Pa，活塞以n1380次/分钟做往复运动，汽油机活塞往复运动两次，对外做功一次。图2（1）汽油机在此工作状态下的功率是多少？（2）如果此工作状态下每分钟消耗20g汽油，那么汽油机把内能转化为机械能的效率是多少？（q汽油4.6107J/kg、不计摩擦）解析 （1）该汽油机做功冲程燃气的平均压力F=pS=1.0106Pa3.0103m2=3103N。做功冲程一次所做的功W1=FL=3103N0.06m=180J。汽油机气缸中活塞往复运动两次，对外做功一次，由题设活塞每分钟往复运动1380次可知，该汽油机每分钟对外做功690次，则该汽油机的功率P=。（2）汽油机每分钟对外做功W=690180J=1.24