【志鸿全优设计】九年级物理全册 第十四章 内能的利用 14.1 热机讲解与例题（含解析）（新版）新人教版.doc

14.1热机1热机的原理和种类(1)热机的定义：利用内能做功的机械。(2)热机的原理：利用燃料燃烧时释放的内能做功，将内能转化为机械能。(3)热机的种类：蒸汽机、内燃机(汽油机、柴油机)、汽轮机、喷气发动机等。内能的应用任何形式的热机，都是利用燃料燃烧释放的内能做功，将内能转化为机械能的机器。内能的两个应用：一是直接用它来加热物体，二是用它来做功，热机就是利用内能做功的原理制成的机器。【例1】 如图所示实验，展示了人类利用内能的过程。其中，酒精燃烧过程中，能量转化关系是_能转化为_能，软木塞被冲开，能量转化关系是_能转化为_能。解析：用酒精灯在给试管加热的过程中，酒精的化学能转化为内能。这些内能传递给试管中的水，使得水的内能增加，产生大量的水蒸气，试管内的气体压强增大，大于外界的大气压，水蒸气就会将塞子冲出，即对塞子做功，将水的内能转化为塞子的机械能。答案：化学内内机械2内燃机(1)种类：包括汽油机和柴油机两类。(2)工作原理：燃料在汽缸内燃烧，化学能转化为内能，产生高温高压的燃气推动活塞运动做功，把内能转化为机械能。(3)汽油机的构造汽油机主要由汽缸、活塞、进气门、排气门、曲轴、连杆、飞轮和火花塞组成，如图所示。(4)汽油机的工作过程汽油机在工作的时候，活塞在汽缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，如图所示。每完成一次工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，对外做功一次，在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。汽油机的工作过程如下表所示。3 6004 200米以上，就需要穿着能保暖的衣服，以免受冻。析规律 内燃机的工作循环由于内燃机每完成一个工作循环，曲轴转2周，完成4个冲程，做功1次，所以内燃机工作时完成冲程数、飞轮转速、做功次数和工作循环个数的关系可以简记为：4211。汽油机的一个工作循环包括这么多内容，如何辨别是哪一个冲程呢？不难！先看气门打开或关闭情况，后看活塞的运动方向。可以概括为：一气门打开，上排下吸气；两气门关闭，上压下做功。【例21】 汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图中表示内能转化为机械能的冲程是()解析：a两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，机械能转化为内能b排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程c两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，内能转化为机械能d进气门打开，活塞向下运动，为吸气冲程答案：c【例22】 一台四冲程汽油机的飞轮转速为1 200 r/min，则1 min内对外做功次数和完成冲程数分别为()a1 200次1 200个b600次2 400个c1 200次4 800个d2 400次4 800个解析：飞轮1 min转1 200转，完成600个工作循环，做功600次，完成2 400个冲程。答案：b3汽油机与柴油机的区别与联系【例31】 关于热机，下列说法正确的是()a汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞b柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气体吸入汽缸c汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开d汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能解析：汽油机顶部有火花塞；柴油机在吸气冲程中只吸入空气；做功冲程，两个气门都关闭，把内能转化为机械能。答案：d【例32】 下列关于热机的叙述，正确的是()a热机是把内能转化为机械能的装置b内燃机每经过一个工作循环，曲轴就要转动4周c汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞d汽油机利用压燃式点火，柴油机利用点燃式点火解析：根据热机的定义判断a是正确的；内燃机每经过一个工作循环，活塞往复各运动2次，曲轴转2周，所以b项错；在做功冲程中，汽油机是用火花塞点火，是点燃式；柴油机是由喷油嘴向缸内喷出雾状柴油，雾状柴油遇到远远高于它的燃点温度的空气，立即燃烧，是压燃式，所以c、d项也错误。答案：a【例33】 如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是()a压缩冲程，将化学能转化成内能b压缩冲程，将机械能转化成内能c做功冲程，将内能转化成机械能d做功冲程，将机械能转化成内能解析：从图示可看出，两个气门均关闭，活塞向下运动，火花塞放电，这是做功冲程，是高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能，答案为c。答案：c4内能的利用内能有两种应用。一是利用内能来加热物体，如烧水、做饭；另一种应用是利用内能来做功，如水开了，水壶内的水蒸气将壶盖顶起来，这一过程中，是水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。其中利用内能来加热物体是能量的转移过程，而利用内能来做功是能量的转化过程。【例4】 如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，拿到酒精灯上加热，使水沸腾起来，水蒸气会把木塞冲出去，从能量转化和转移的角度，可用下面的三句话来概括：甲：水和水蒸气吸热，内能增加；乙：酒精燃烧，酒精的化学能转化为内能，传给水和水蒸气；丙：水蒸气对木塞做功，内能转化为木塞的机械能。以上三句话正确的顺序是()