2019年秋九年级物理全册 第十四章 内能的利用 第1节 热机同步课件 （新版）新人教版c

第十四章内能的利用初中物理（人教版）九年级全一册知识点一汽油机1.热机定义把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置称为热机种类热机的种类很多,如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等能量转化所有热机在工作时能量转化的过程是相同的,即燃料燃烧使化学能转化为内能,然后通过做功,把内能转化为机械能内燃机燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机2.汽油机(1)构造:汽油机所用的燃料是汽油,如图14-1-1所示,是四冲程汽油机实物图以及剖面图。 图14-1-1(2)工作过程①冲程:活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。②工作循环:多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。汽油机的工作过程如表:冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程工作示意图    特点①进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动;②吸入汽油和空气的混合物①进气门、排气门都关闭;②活塞向上运动,压缩汽油和空气的混合物①进气门、排气门都关闭;②活塞在高温高压的气体作用下向下运动①进气门关闭,排气门打开;②活塞向上运动,将废气排出汽缸能量转化—机械能转化为内能内能转化为机械能—(3)工作过程的理解 ①一个工作循环包含四个冲程,曲轴和飞轮转动2周,对外做1次功。②在一个工作循环中,只有做功冲程对外做功,其他三个冲程不做功,且靠飞轮的惯性来完成。③做功冲程为其他三个冲程提供能量;其他三个冲程为做功冲程提供基础。例1(2019湖北荆门安团实验学校月考)下面四幅图中,做功冲程为 () 图14-1-2A.甲B.乙C.丙D.丁解析甲图中,两气门都关闭,活塞上行,是压缩冲程,故A错误;乙图中,进气门开启,活塞下行,是吸气冲程,故B错误;丙图中,排气门开启,活塞上行,是排气冲程,故C错误;丁图中,两气门都关闭,活塞下行,火花塞产生电火花,是做功冲程,故D正确。答案D点拨判断汽油机示意图属于哪个冲程的步骤:第一步,看火花塞是否产生电火花;第二步,看进气门和排气门的开、闭情况;第三步,看活塞的运动方向。气门的开与关只有一个气门打开两个气门都关闭活塞运动方向活塞向下活塞向上活塞向上活塞向下冲程名称吸气冲程排气冲程压缩冲程做功冲程知识点二柴油机1.定义:利用柴油作为燃料的内燃机。2.构造和工作过程:柴油机的构造及工作过程和汽油机大致相同,但也有区别,它们之间的异同点见表:内燃机项目汽油机柴油机构造  燃料汽油柴油一个工作循环吸气冲程吸入汽油和空气的混合物只吸入空气压缩冲程压缩程度较小(机械能→内能)压缩程度大(机械能→内能)做功冲程点燃式(火花塞点火)(内能→机械能)压燃式(柴油遇到高温高压的热空气)(内能→机械能)排气冲程排出废气排出废气主要特点轻巧、效率较低笨重、效率较高适用范围小汽车、小型农业机械、飞机等载重汽车、拖拉机、火车、轮船等3.柴油机的一个工作循环,也是由四个冲程组成的,曲轴和飞轮转动两周,对外做一次功,活塞往复两次,除做功冲程外的其他三个冲程,也是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成的。例2(2019安徽芜湖繁昌月考)下列有关内燃机的说法中不正确的是 ()A.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吸气冲程、压缩冲程和排气冲程B.柴油机的点火方式是压燃式,汽油机的点火方式是点燃式C.汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机的吸气冲程吸入的是柴油D.内燃机的大量使用会造成环境污染解析单缸四冲程内燃机工作时,只有做功冲程对外做功,依靠飞轮的惯性来完成的冲程有吸气冲程、压缩冲程和排气冲程,故A正确。汽油机在吸气冲程中吸入了汽油和空气的混合物,在压缩冲程中,机械能转化为内能,内能增大,温度升高,汽油机汽缸顶端有个火花塞,压缩冲程结束时火花塞喷出电火花,点燃燃料,产生高温、高压的气体推动活塞做功。柴油机在吸气冲程中吸入空气,在压缩冲程中,机械能转化为内能,空气的内能增大,温度升高;柴油机汽缸顶端有个喷油嘴,压缩冲程结束时喷油嘴喷出雾状的柴油,柴油遇到高温的空气,达到着火点而燃烧,点燃方式是压燃式,故C错误,B正确。内燃机的大量使用会产生较多的尾气,造成环境污染,故D正确。答案C点拨总结汽油机和柴油机的异同点:(1)相同点:四个冲程相同,做功冲程中能量的转化相同,都是内能转化为机械能。(2)不同点:①吸入的物质不同,柴油机吸气冲程吸入的只是空气,柴油通过喷油嘴来喷出,而汽油机吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物;②结构不同;③压缩程度不同,效率不同;④点火方式不同,柴油机采用压燃式,汽油机采用点燃式。题型汽油机工作过程的判断例(2017浙江杭州中考)如图14-1-3,汽油机处于工作过程中的某个冲程,对此冲程下列叙述正确的是 () 图14-1-3A.压缩冲程,机械能转化为内能B.压缩冲程,内能转化为机械能C.做功冲程,机械能转化为内能D.做功冲程,内能转化为机械能解析如题图所示,进气门和排气门都是关闭的,活塞上行,可以判断是压缩冲程,在压缩冲程中机械能转化为内能,故A正确,B、C、D错。故选A。答案A解题指导这类考题主要考查内燃机工作过程冲程的判断,解答此类题的前提是知道热机工作时,气门、活塞、连杆的运动规律,内燃机工作过程冲程的判断是中考的热点和重点,难度一般不大。内燃机工作时,若气门打开时,活塞向下运动,为吸气冲程;若气门打开,活塞向上运动,为排气冲程。气门都关闭时,若活塞向上运动压缩气体,为压缩冲程,压缩冲程将机械能转化为内能;若气体膨胀活塞向下运动,为做功冲程,做功冲程先通过燃料燃烧将化学能转化为内能,再通过做功将内能转化为机械能。知识点一汽油机1.(2019山东德州武城月考)单缸四冲程汽油机的四个冲程示意图如图14-1-1所示。下列关于汽油机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是 () 图14-1-1A.(c)(d)(b)(a)B.(b)(d)(a)(c)C.(b)(a)(c)(d)D.(a)(b)(c)(d)答案B(a)图中两个气门都关闭,火花塞点火,此时活塞向下运动,应该是第三个冲程——做功冲程;(b)图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,应该是第一个冲程——吸气冲程;(c)图中排气门打开,进气门关闭,活塞向上运动,应该是第四个冲程——排气冲程。(d)图中两个气门都关闭,火花塞没有点火,此时活塞向上运动,应该是第二个冲程——压缩冲程。按照四个冲程的先后顺序应该是(b)、(d)、(a)、(c)。知识点二柴油机2.(2019贵州黔西南州望谟月考)关于汽油机和柴油机的主要区别,说法错误的是 ()A.柴油机的汽缸顶部有喷油嘴,汽油机的汽缸顶部有火花塞B.柴油机比汽油机笨重C.在做功冲程中,柴油机的点火方式是点燃式,汽油机的点火方式是压燃式D.柴油机吸入汽缸的是空气,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物答案C柴油机和汽油机的结构不同,柴油机的汽缸顶部有喷油嘴,汽油机的汽缸顶部有火花塞,故A正确;柴油机比汽油机笨重,效率高,故B正确;在做功冲程,汽油机的点火方式是点燃式,柴油机的点火方式是压燃式,故C错误;在吸气冲程,柴油机吸入汽缸的只是空气,汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物,故D正确。3.(2017云南曲靖一模)某单缸柴油机的转速是1200r/min,在1s内这台柴油机要经过个做功冲程。除做功冲程以外的其他冲程是依靠来完成的。答案10飞轮的惯性解析单缸柴油机的转速为n=1200r/min=20r/s,即柴油机的曲轴每秒转20转,要完成10个工作循环,所以要经过10个做功冲程;只有做功冲程将内能转化为机械能,其他三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。1.(2019山东济南槐荫期中)在内燃机工作的四个冲程中,发生内能和机械能相互转化的冲程是 ()A.吸气冲程和做功冲程B.压缩冲程和做功冲程C.压缩冲程和排气冲程D.排气冲程和吸气冲程答案B内燃机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程活塞向上运动,压缩气体,对气体做功,将机械能转化为内能;做功冲程高温、高压气体推动活塞向下运动,将内能转化为机械能。吸气冲程和排气冲程不发生能量转化。选B。2.(2019山东德州陵城月考)如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图,下列说法正确的是 () A.该图表示的是排气冲程B.该冲程是内能转化为机械能的过程C.该冲程中汽缸内气体分子运动剧烈程度增强D.该冲程中主要是通过热传递的方式改变汽缸内物质的内能答案C图中,汽油机两气门都关闭,活塞上行,是压缩冲程,故A错误;压缩冲程中压缩气体做功,气体的温度升高,内能增加,机械能转化为内能,故B错误;分子热运动的快慢与温度有关,温度升高,分子热运动变剧烈,故C正确;压缩冲程压缩气体做功,所以是通过做功的方式改变汽缸内物质的内能,故D错误。1.(2017山东潍坊中考)如图14-1-2是四冲程汽油机的剖面图,它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的,其中内能转化为机械能的是 () 图14-1-2A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程答案C在压缩冲程末,火花塞放出电火花,将燃料点燃,燃料剧烈燃烧,产生高温、高压的气体,推动活塞向下运动,对外做功。做功过程中,气体的内能减少,温度降低,气体的内能转化为活塞的机械能。内能转化为机械能的是做功冲程,选C。2.(2017江西中考)在汽油机的做功冲程中,高温、高压的燃气推动活塞运动做功,则下列说法中正确的是 ()A.燃气的内能减少,温度升高B.燃气的内能增加,温度升高C.燃气的内能减少,温度降低D.燃气的内能增加,温度降低答案C做功可以改变物体的内能,物体对外做功,自身内能减少。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,燃气自身的温度降低,内能减少,故C项正确。3.(2018湖北武汉武昌一模)如图所示为四冲程内燃机工作示意图,这四个冲程中活塞和曲轴的位置,进气门、排气门的开闭情况有错误的是 () 答案B吸气冲程,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,故A正确;压缩冲程,两个气门都关闭,活塞向上运动,故B错误;做功冲程,两个气门都关闭,活塞向下运动,故C正确;排气冲程,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,故D正确。1.(2019内蒙古鄂尔多斯达拉特旗月考)一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是1200r/min,它1s内做功的次数和完成的冲程数是 ()A.10次,40个冲程B.20次,80个冲程C.40次,80个冲程D.80次,80个冲程答案A四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min,则该飞轮每秒钟转20圈。因为一个工作循环飞轮转2圈,完成四个工作冲程,做功1次,所以飞轮转20圈,共40个冲程,共做功10次。选A。2.(2019安徽蚌埠怀远马城中学月考)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。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。答案冲出做功解析将适量的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机;当放电针放电时,汽油燃烧,圆筒内气体的内能增加,气体对软木塞做功,软木塞被高温、高压的气体冲出,而汽油机的做功冲程对外做功,因此该实验可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。1.(2019贵州遵义月考,7,★★☆)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(①)(②)(③)(④)吸气冲程排气冲程答案D根据内燃机的工作过程可知,第二个冲程是压缩冲程,在此过程中活塞压缩汽缸内的气体,将机械能转化为内能,汽缸内的气体温度升高。第三个冲程是做功冲程,此过程中燃料燃烧生成的高温、高压的气体推动活塞对外做功,将内能转化为机械能。选D。2.(201