专题14.1 热机

第十四章内能的利用第1节热机一、热机1．利用_______做功的机械叫做热机。

2．热机的种类很多，例如_______、______、______、_________等。

3．______直接在发动机的汽缸内燃烧产生______的热机，叫做内燃机。

4．内燃机分为______和_______连大类，它们分别用______和_____作为燃料。

二、汽油机1．汽油机由_____、_____、_______、_______、______、______、_____几部分组成。

2．活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的_____运动到______的过程，叫做一个冲程。

3．多数汽油机是由_____、____、_____、_____四个冲程的不断循环来保证连续工作的。

三、柴油机1．柴油机的构造跟汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有_____，而是有一个______。

2．柴油机的工作过程也分为____、______、_____、_____四个冲程。

3．柴油机在吸气进程中吸进汽缸的只有_____。

在压缩冲程中，汽缸内空气的温度____，已经超过了柴油的_____，此时从喷油嘴喷出_____，_______遇到热空气便立刻燃烧起来。

内能蒸汽机内燃机汽轮机喷气发动机燃料动力汽油机柴油机汽油柴油汽缸进气门排气门火花塞活塞连杆曲轴一端另一端吸气压缩做功排气火花塞喷油嘴吸气压缩做功排气空气很高燃点雾状柴油雾状柴油一、汽油机的工作过程冲程名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程示意图进气门开闭情况打开关闭关闭关闭排气门开闭情况关闭关闭关闭关闭活塞运动方向向下向上向下向上冲程的作用吸入汽油和空气的混合物压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大，温度升高在压缩冲程末，火花塞放电点燃燃料，产生高温高压燃气。

高温高压燃气推动活塞做功，通过连杆带动曲轴转动排出废气能的转化无能量转化压缩汽油和空气的混合物，机械能转化为内能燃料燃烧，化学能转化为内能；燃气推动活塞做功，内能转化为机械能无能量转化联系1．每个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，完成一个做功冲程2．在一个工作循环中，只有做功冲程燃气对外做功，其他3个辅助冲程，依靠飞轮的惯性完成，不但不做功，还要消耗机械能【例题1】（2017·北京市101中学月考）如图所示，在热机的四个冲程中，对外做功的是A．B．C．D．二、汽油机与柴油机的比较 内燃机项目汽油机 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 吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是空气和汽油的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气 压缩比 压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积（汽缸体积）的1196 压缩冲程末，气体体积被压缩为吸进体积的11~2216 点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出柴油，遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式做功冲程 做功冲程中燃气压强可达到30~50个大气压，温度达2 000 ℃~2 500 ℃，高温高压气体推动活塞做功做功冲程中燃气压强可达50~100个大气压强，温度达1 700 ℃~2 000 ℃，高温高压气体推动活塞做功 效率效率低，20%~30% 效率较高，30%~45% 应用机体轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等 【例题2】汽油机和柴油机相比较，下列叙述正确的是A ．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气B ．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的C ．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里高D ．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高三、判断四个冲程的方法判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向，具体情况如表所示。

冲程进气门排气门活塞运动方向吸气冲程打开关闭向下运动压缩冲程关闭关闭向上运动做功冲程关闭关闭向下运动排气冲程关闭打开向上运动【例题3】（2017·山东省枣庄市模拟）下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们的正确排列顺序为A．甲、乙、丙、丁B．丁、丙、乙、甲C．甲、丁、乙、丙D．甲、丙、乙、丁参考答案：C试题解析：甲图中进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，是吸气冲程；乙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程；丙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，排气冲程；丁图中两个气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，故选C。

学科#网1．关于功和能，下列说法正确的是A．0 ℃的物体没有内能B．物体的机械能越多，内能就越多C．物体内能增加，一定是从外界吸收了热量D．在热机的做功冲程中，内能转化为机械能2．（2017·四川省绵阳中学英才学校期末）内燃机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的冲程是A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程3．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4．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况。

关于对图中①②③④的补充正确的是A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能D．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能5．（2017·甘肃省兰州市第九中学等联片办学期中）一台四冲程内燃机飞轮转速为3 600 rad/min，它1 s完成了A．120个冲程，做了30次功B．120个冲程，做了60次功C．30个冲程，做了30次功D．60个冲程，做了15次功6．（2017·四川省自贡市富顺三中期末）单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是A．丙、丁、乙、甲B．乙、丁、甲、丙C．乙、甲、丁、丙D．甲、乙、丙、丁7．小洋家购买了一辆小汽车，她高兴极了，把车的里里外外都观察了个够。

汽车有很多地方应用到物理知识，下列有关汽车的几种说法中正确的是A．制作汽车轮胎的材料用橡胶，这是因为橡胶具有较好的弹性B．汽车发动机一个工作循环的四个冲程顺序是：吸气、做功、压缩、排气C．汽车的座椅设计得既宽又大，是为了减小对人体的压强D．汽车发动机常用柴油机或汽油机，一般柴油机比汽油机效率高8．关于四冲程内燃机，下列说法正确的是A．四个冲程曲轴转两周，做功两次B．若转速为2 400 r/min，则每秒钟完成40个冲程C．进气门和排气门既不能同时关闭也不能同时打开D．在做功冲程中，燃料燃烧推动活塞向下运动，内能转化为机械能9．（2017·北京市门头沟区一模）如图所示，几种热现象的实验中解释正确的是A．图甲所示说明分子之间只存在引力B．图乙所示木塞被冲出时试管口出现“白雾”，说明水蒸气的内能增加C．图丙所示是汽油机的做功冲程，内能转化为机械能D．图丁所示二氧化氮的密度大于空气的密度，因此不能发生扩散现象10．两手相互搓一搓会发热，这是通过______的方式改变手的内能的。

这种改变内能的方法与汽油机______冲程中的能量转化相同。

11．如图甲所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内的酒精，盒盖被打出去，这是因为酒精燃烧产生的燃气对外做功，燃气的______能转化为盒盖的______能。

如图乙、丙所示是四冲程汽油机的两个冲程，其中与点火爆炸演示实验能量转化相同的是______图（选填“乙”或“丙”）。

12．（2017·江苏省镇江丹阳市二模）如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于____冲程，该冲程将内能转化为_________；若该汽油机每分钟完成2 400个冲程，则每秒它对外做功____次、飞轮转过____圈。

13．（2017·广东省江门市第二中学月考）如图甲所示，用气筒向装有少量水的瓶里打气，当瓶塞从瓶口跳出时，看到瓶中出现了白雾。

“出现白雾” 的原因是：物体对外________________________________ ；“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里，可能会遭遇两次月食，月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内能______________（选填“增大”、“减小”或“不变”）；如图乙是汽油机工作的四个冲程中的__________________冲程。

14．在如图所示的“汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底装有两根与静电起电机相连接的放电针。

（1）将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。

如果观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体_______，即可模拟四冲程汽油机工作时的______冲程。

（2）实验时若发现点火装置不能工作，可用火柴替代放电针。

为了点燃圆筒内的火柴，可用______会聚太阳光使其燃着。

15．（2017·江苏省扬州区值、梅岭中学等六校联考）如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧。

这与四冲程汽油机的_______冲程的能量转化相同。

某台汽油机飞轮的转速为3 600 r/min，在1 min 内，汽油机完成_______个工作循环。

16．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为2 400 r/min，该汽油机每秒钟做功______次。

如图所示的汽油机正处于______冲程。

17．（2017·黑龙江省鸡东县第四中学（五四学制）月考）若某四冲程汽油机在工作时飞轮转速为3 600 r/min，则每秒做功_______次。

18．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过______的方式增加内能的；为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过______的方式减少汽缸的内能的；用水来包围汽缸是因为______。

19．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600转/分，该柴油机活塞1 s对外做功______次，活塞往复______次。

20．如图所示是单缸四冲程汽油机的______冲程。

若飞轮转速是2 400 r/min，该汽油机每秒钟内做功______次。

1．D【解析】一切物体的分子都在永不停息地做无规则运动，即一切物体都有内能，故A错误；影响机械能的因素是质量、速度、高度以及弹性形变，而影响内能的因素是温度、质量以及状态，因此机械能与内能没有必然的联系，故B错误；物体的内能增加，可以是从外界吸收了热量，也可以是外界对物体做功，故C错误；在热机的做功冲程中，内能转化为机械能，故D正确。

2．C【解析】热机的做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能，故选C。