重难点06内能的利用(原卷版+解析).docxVIP

专项二热学

重难点06内能的利用

【重点知识梳理】

6.1单缸四冲程汽油机的工作循环

单缸四冲程内燃机的四个冲程

冲程名称

进气门

排气门

能量转化

能量来源

备注

吸气冲程

开

闭

飞轮转动的惯性

1个工作循环，飞轮转动2周，经历4个冲程，对外做功1次。

压缩冲程

闭

闭

机械能转化为内能

飞轮转动的惯性

做功冲程

闭

闭

内能转化为机械能

燃料燃烧释放的内能

排气冲程

闭

开

飞轮转动的惯性

汽油机与柴油机的区别

比较项目

结构

点火方式

吸气冲程吸入的物质

燃料

热机效率

应用

汽油机

顶部有火花塞

点燃式

空气和汽油

汽油

26-40%

轿车等较轻便的机械

柴油机

顶部有喷油嘴

压燃式

空气

柴油

34-45%

轮船等较笨重的机械

6.2热机的效率

1.热机效率：热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比。其值一定小于1。

公式：η=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt计算有用功；用Q放=mq或Q放=vq计算Q放。

2.提高热机效率的一些途径：①让燃料燃烧更充分；②减轻热机的质量；③较少热机各部件之间的摩擦；④废气再利用等。

6.3能量守恒定律

能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其它形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

【难点知识突破】

6.1根据汽油机的转速计算单位时间内的做功、冲程数

因为1个工作循环，飞轮转动2圈，经历4个冲程，对外做功1次。所以根据转速计算单位时间内的做功、冲程数时，关键看单位时间内飞轮转动的转数。设飞轮的转速为NR/min,则它等于。

即1s内飞轮转过N/60转，所以做功冲程数为N/120；冲程数为N/30。（即做功次数等于转数的一半，冲程数等于转数的2倍）

【例题分析】

【例1】（2021黑龙江）如果汽油机飞轮转速是2400r/min，则该汽油机每秒完成______个冲程，对外做功______次。

6.2热机效率的计算

计算公式：η=×100%。一般用W=Fs或者W=Pt计算有用功；用Q放=mq计算Q放。注意各量的单位的统一。质量一定要用kg为单位；路程用m为单位；功率用W为单位；t用s为单位。若果q的单位是J/m3,则Q放=vq。

【例题分析】

【例2】(2020苏州19)某燃气热水器将20kg的水从10℃加热到60℃，完全燃烧了0.21m3的煤气。水吸收的热量是J．热水器烧水的效率是。[已知水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），煤气的热值为4×107J/m3]

【例3】某家用轿车，重1.5×104N,当车以72km/h的速度匀速直线行驶了0.5h，消耗汽油3kg，期间车受到的阻力为车重的0.08。求在此过程中：（1）车通过的路程；（2）牵引力做功的功率；（3）汽车发动机的效率。（q油=4.6×107J/kg）

【巩固练习】

1.（2021怀化）如图所示是某四冲程汽油机工作循环中的一个冲程，它是（）

A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

2.（2021海南）在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（）

A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程

3.（2021宁波）在如图所示的“汽油机模型”实验中，将少量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机，观察到放电针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体冲出。该实验可模拟四冲程汽油机工作时的（）

A.吸气冲程B.压缩冲程C.做功冲程D.排气冲程

4.（2021菏泽）热学知识在日常生活中有广泛的应用，下列说法正确的是（??）

A.?四月的荷泽牡丹飘香，说明分子间有空隙

B.?摩擦生热是通过热传递改变了物体的内能

C.?热机通过压缩冲程将机械能转化为内能

D.?暖气片内用水作为导热介质是因为水的沸点较高

5.（2021广东）关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（）

A.吸气冲程：只吸入空气 B.压缩冲程：缸内温度降低

C.做功冲程：气体推动活塞做功 D.排气冲程：内能转化为机械能

6.（2021贵港）如图所示，在试管里注入少量的水，用软木塞塞紧管口，用酒精灯加热。一会儿试管里的水沸腾了，水蒸气把软木塞向上冲起。下面解释正确的是（??）

A.?这个过程与内燃机的做功冲程类似

B.?试管内水的内能增加是通过做功方式改变

C.?酒精燃烧时是内能转化为化学能

D.?管内水蒸气的内能减少，温度降低，在试管口变成白色的热空气

7.（2021武威）如图所示是四冲程汽油机内部剖面图，此为________冲程；汽油机需要用冷却