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第十二章内能与热机12.4热机与社会发展1热机把内能转化为机械能的机器。定义工作原理利用内能做功。知1－讲1.常见的热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。2.常见的内燃机：汽油机和柴油机。要点精析：(1)汽油机的汽缸里燃烧的是汽油。(2)柴油机的汽缸里燃烧的是柴油。【例1】[中考·聊城]如图所示，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是()A．试管口出现的“白雾”是气体B．水蒸气对外做功，内能增加C．水蒸气的温度升高D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理D【解析】水蒸气推动橡胶塞做功，将内能转化为机械能(热机的工作原理)，水蒸气内能减小，温度降低，液化形成小水珠，即“白雾”。总结1.热机工作时能量的转化过程：2.内能的两种应用①利用内能加热：内能可以直接用来加热物体，物体获得内能后，温度会升高，其实质是能量的转移过程，如烧水等。②利用内能做功：使内能转化为我们需要的机械能，其实质是能量的转化过程，如小汽车等用燃料燃烧释放的内能来推动机械对外做功。燃烧做功燃料的化学能内能机械能(中考·内江)以下机械属于热机的是()A．火箭发动机B．发电机C．滑轮组D．洗衣机1如图所示，是世界上早期的蒸汽机汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的__________能增加，再转化为汽车的__________能，使汽车前进。22知识点汽油机分为汽油机和柴油机两大类使用汽油作为燃料的叫汽油机。使用柴油作为燃料的叫柴油机。内燃机的分类1．构造总结1.主要结构：进气门、排气门、火花塞、汽缸、连杆、曲轴、飞轮等2.四冲程汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程总结冲程名称进气门排气门活塞的运动冲程的作用能的转化吸气冲程开闭向下吸入燃料和空气的混合物——压缩冲程闭闭向上压缩燃料和空气的混合物，使其内能增大，温度升高机械能转化为内能做功冲程闭闭向下火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动内能转化为机械能排气冲程闭开向上排出废气——总结3.要点提示：(1)内燃机的活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫一个冲程。(2)多数内燃机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程不断循环来保证连续工作的。(3)四冲程内燃机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，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。【例2】[中考·泰安]四冲程汽油机工作时，哪个冲程将机械能转化为内能()A．压缩冲程B．做功冲程C．吸气冲程D．排气冲程【解析】•将机械能转化为内能的是压缩冲程，•将内能转化为机械能的是做功冲程。A总结压缩冲程，关键是压缩，是对工作物质做功，把机械能转化为内能。做功冲程的关键是做功，是工作物质对外做功，把内能转化为机械能。[中考·沈阳]小汽车的动力来自汽油机，在如图所示的示意图中，图________表示的是四冲程汽油机的吸气冲程。【例3】甲【解析】根据气门开、闭情况和活塞运动方向进行判断：总结活塞运动方向可联想“尖”字进行巧记：尖字的上半部分是“小”，下半部分是“大”，当连杆和曲轴的形状如“小于号”时，表示活塞向上运动；当连杆和曲轴的形状如“大于号”时，表示活塞向下运动。(中考·潍坊)汽车已成为现代生活中不可缺少的一部分，汽油机的四个冲程中，使汽车获得动力的是()A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程(中考·自贡)内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将内能转化为机械能的是________冲程。发动机运行前必须加润滑油，是为了____________。123汽油机喷油嘴柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴柴油机的工作原理是什么呢？吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程吸气冲程空气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。做功冲程在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。燃烧后的废气机种项目汽油机柴油机构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油工作过程吸气冲程吸进汽油和空气的混合物吸进空气压缩冲程燃料被压缩后，压强达6～15atm，温度达250～300℃空气被压缩后，压强达35～45atm，温度达500～700℃做功冲程火花塞点火，燃料燃烧，即点燃式喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温燃烧，即压燃式用途轻巧、体积小，常用于汽车、轻型飞机等笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克、带动发电机等利用对比法分析柴油机和汽油机的不同点：1.热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率，这种定义运用了比值定义法。2.热机效率的计算公式为。热机工作时，真正转化为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分，所以任何热机的效率都不可能达到100%。WQ有用放3.提高热机效率的主要途径是减少热机工作中的各种能量损失。提高热机效率的主要措施是：①使燃料尽可能充分燃烧；②尽量减少各种热量散失；③使用时注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦而额外消耗的能量。汽油机和柴油机的主要不同是()A．在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸顶部有火花塞B．在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸的是柴油C．汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机采用的是压燃式点火D．在压缩冲程中汽油机汽缸里的温度和压强比柴油机里的高【例4】C【解析】•汽油机汽缸顶部是一个火花塞，而柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，这是汽油机和柴油机在构造上的区别。•此外，汽油机和柴油机吸气冲程时吸入的工作物质、压缩冲程时的压缩程度及点火方式都有所不同。总结分析汽油机和柴油机的不同点，应紧扣“汽油机汽缸顶部有一个火花塞、柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴”这一关键点。在四冲程柴油机的工作过程中，通过做功增加汽缸内空气内能的冲程是()A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程(中考·巴中)在寒冬季节，小明同学双手互搓后感觉手上发热，这是通过________的方式改变手的内能，这与柴油机工作中________冲程的能量转化相同。124知识点热机与环境热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。1.热机的利用带来的环境污染主要有大气污染和噪声污染。2.燃料造成大气污染的主要原因是：燃料中有杂质，燃烧会生成二氧化氮、二氧化硫和一氧化碳等有害气体和粉尘。3.为了保护环境，人们采取措施，减少废气和粉尘的污染以及噪声污染。保护的环境的措施：1.改进燃烧设备，加装消烟除尘装置;2.集中供热；3.改用气体燃料，普及煤气和天然气；4.充分开发利用污染少和无污染的新能源。A、B、C中的措施均有利于缓解汽车尾气造成的环境污染；D中措施目前来讲并不现实，故选D。汽车发动机是典型的热机，随着生活水平的提高，汽车已逐渐进入百姓家庭，为人们的出行带来了方便，但汽车尾气的排放对环境造成了严重的破坏，下列控制汽车尾气的污染的措施中，不可行的是()A．制定严格排放标准B．推广无铅汽油C．发展电动汽车D．淘汰汽车【例5】D【解析】为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施中不能提高效率的是()A．尽可能使燃料充分燃烧B．尽量延长热机的工作时间C．尽量减少由于热传递而散失的能量D．尽量减少热机部件之间的摩擦1内燃机的大量使用，促进了社会的进步，使人们享受了现代文明，但在使用内燃机的同时也给人类带来了污染，这主要是指________污染。2内能转化为机械能热机四个冲程分类构造识别并比较做功冲程和压缩冲程：一是看活塞的运动方向，二是看火花塞是否产生电火花。如图是汽油机工作时的四冲程示意图（已打乱顺序），其中表示做功冲程的是图____，压缩冲程的是图____。1（a）（b）（c）（d）在汽油机的做功冲程中，高温、高压的燃气推动活塞向下运动做功，燃气自身的温度______，内能______；而在压缩冲程中，活塞向上运动,压缩混合气做功，混合气的温度_______，内能________。(选填“升高”“降低”或“增加”“减少”)2把内能转化为____________能的机器叫热机。其工作过程中，先将燃料的__________能转化为内能，再将内能转化为__________能。34汽油机工作时，气缸内燃气温度最高、压强最大的时刻是()A．吸气冲程结束B．做功冲程结束C．压缩冲程结束，火花塞点火前的瞬间D．压缩冲程结束，火花塞点火后的瞬间5单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有()A．吸气、做功和排气冲程B．吸气、压缩和做功冲程C．压缩、做功和排气冲程D．吸气、压缩和排气冲程如图是汽油机的工作过程示意图，则其工作过程中：(1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，吸入________________。(2)压缩冲程：进气门与排气门都关闭，活塞________运动，燃料混合物被压缩。(3)做功冲程：进气门与排气门都________，火花塞产生电火花使燃料猛烈燃烧，推动活塞对外做功。(4)排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞________运动，把废气排出汽缸。6