九年級物理全冊 第10章 第4節(jié) 熱機(jī)導(dǎo)學(xué)案 （新版）北師大版-（新版）北師大版初中九年級全冊物理學(xué)案

1、四、熱機(jī)基礎(chǔ)知識 基礎(chǔ)技能1熱機(jī)(1)熱機(jī)：將燃料燃燒時(shí)放出的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。內(nèi)燃機(jī)是熱機(jī)的一種，根據(jù)內(nèi)燃機(jī)所用燃料的不同分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。(2)汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造分別如圖甲、圖乙所示。甲乙(3)汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程：汽油機(jī)和柴油機(jī)工作時(shí)，活塞在汽缸內(nèi)做往復(fù)運(yùn)動，活塞從一端運(yùn)動到另一端叫做一個(gè)沖程，每四個(gè)沖程為一個(gè)工作循環(huán)，即吸氣、壓縮、做功和排氣四個(gè)沖程。每個(gè)工作循環(huán)活塞往返2次，曲軸轉(zhuǎn)動2周，對外做功1次。(4)汽油機(jī)和柴油機(jī)的應(yīng)用廣泛。汽油機(jī)比較輕巧，常用在汽車、小型飛機(jī)和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械上。柴油機(jī)比較笨重，但效率高，功率大，多用在拖拉機(jī)、坦克、載重汽車以及小型發(fā)電機(jī)上?！纠?/p>

2、11】 下列事例中，利用內(nèi)能來做功的是()a用煤氣灶做飯b鉆木取火c用熱水袋取暖 d噴氣式飛機(jī)飛行解析：利用內(nèi)能做功，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，a和c都屬熱傳遞，b是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，噴氣式飛機(jī)使用的發(fā)動機(jī)是熱機(jī)的一種，熱機(jī)就是利用氣體做功把燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以d正確。答案：d【例12】 一臺單缸柴油機(jī)，飛輪每分鐘轉(zhuǎn)3 000轉(zhuǎn)，那么柴油機(jī)()a每秒鐘活塞往復(fù)50次b每秒鐘曲軸轉(zhuǎn)動100次c每秒鐘飛輪轉(zhuǎn)動60圈d每秒鐘活塞做功50次解析：飛輪每分鐘轉(zhuǎn)3 000轉(zhuǎn)，每秒鐘轉(zhuǎn)50轉(zhuǎn)，故c錯(cuò)誤。分析柴油機(jī)工作過程，我們發(fā)現(xiàn)曲軸轉(zhuǎn)過1圈活塞往返1次，50圈往返50次，故a正確。飛輪轉(zhuǎn)50

3、轉(zhuǎn)曲軸轉(zhuǎn)50圈，b錯(cuò)誤?；钊鶑?fù)2次做功1次，每秒鐘往復(fù)50次做25次功，d錯(cuò)誤。答案：a2辨別內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程四沖程汽油機(jī)(或柴油機(jī))的四個(gè)沖程是吸氣、壓縮、做功、排氣，可以從進(jìn)氣門和排氣門的開閉情況、活塞運(yùn)動情況、能量轉(zhuǎn)化情況等方面加以區(qū)別。(1)進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動是吸氣沖程。(2)兩氣門關(guān)閉：活塞向上運(yùn)動是壓縮沖程，向下運(yùn)動是做功沖程。(3)進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動是排氣沖程。(4)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是做功沖程。不涉及能量轉(zhuǎn)化的是吸氣沖程和排氣沖程?！纠?】 如圖所示是四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)示意圖，其中屬于做功沖程的

4、是()解析：四沖程汽油機(jī)的四個(gè)工作沖程是：吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程，區(qū)分它們的依據(jù)有活塞的運(yùn)動方向、進(jìn)氣閥和排氣閥的開閉情況，如活塞向下運(yùn)動、進(jìn)氣閥和排氣閥都關(guān)閉時(shí)，是燃?xì)馔苿踊钊龉?，是做功沖程，所以c項(xiàng)正確。答案：c點(diǎn)評：本題考查四沖程汽油機(jī)的四個(gè)工作沖程的判斷，解題的關(guān)鍵是清楚各個(gè)工作沖程中活塞的運(yùn)動方向和進(jìn)氣閥、排氣閥的開閉情況?；A(chǔ)方法 基本能力3熱機(jī)的效率熱機(jī)是利用燃料的燃燒來做功的裝置，燃料燃燒放出的熱量，并不能全部用來做有用功。相當(dāng)一部分能量都散失了。把用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比叫做熱機(jī)的效率。如圖為內(nèi)燃機(jī)的能量流向圖，在內(nèi)燃機(jī)中，由于燃燒不完全

5、而損失的能量很大，排出的廢氣溫度較高，會帶走很大一部分能量，一部分能量消耗在散熱上，還有一部分能量消耗在克服摩擦力做功上(如活塞和汽缸之間的摩擦、各部分連接的摩擦等)。在熱機(jī)的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設(shè)法利用廢氣的能量是提高燃料利用率的重要措施，熱電站就是利用廢氣來供熱的，這種既供電又供熱的熱電站，比起一般火電站，燃料的利用率被大大提高了?！纠?】 目前，“節(jié)能減排”已引起全球的關(guān)注。如何減少耗能、提高汽車發(fā)動機(jī)的效率越來越受到人們的重視。大多數(shù)家用汽車的發(fā)動機(jī)均為汽油機(jī)，它把汽油燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能部分轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，再通過傳動機(jī)構(gòu)將動力傳給車輪使汽車行駛。請你將圖中汽油機(jī)工作時(shí)的能流圖補(bǔ)充

6、完整。汽油機(jī)的能流圖解析：燃料燃燒產(chǎn)生的能量，除了轉(zhuǎn)化成有用的機(jī)械能，機(jī)械克服摩擦也消耗一部分能量，機(jī)械散熱耗能，高溫的廢氣也帶走一部分能量。答案：克服摩擦耗能廢氣帶走熱量思維拓展 創(chuàng)新引用4汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同點(diǎn)(1)汽油機(jī)和柴油機(jī)的不同點(diǎn)見下表：不同點(diǎn)汽油機(jī)柴油機(jī)燃料汽油柴油構(gòu)造汽缸頂部有火花塞汽缸頂部有噴油嘴吸入物質(zhì)汽油和空氣的混合物空氣點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式效率效率低20%30%效率高30%45%應(yīng)用機(jī)體輕便，主要用于汽車、飛機(jī)、摩托車等機(jī)體笨重，主要用于載重汽車、火車、輪船等(2)汽油機(jī)與柴油機(jī)的相同點(diǎn)都是燃料在汽缸中燃燒。都是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。汽油機(jī)的火花塞與柴油機(jī)的噴油嘴的

7、工作時(shí)刻都是壓縮沖程末。都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)兩周，對外做功一次。啟動時(shí)都是靠外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來?！纠?1】 下列說法中正確的是()a汽油機(jī)的效率比柴油機(jī)的效率高b在四沖程柴油機(jī)的吸氣過程中，燃料被吸進(jìn)汽缸c在柴油機(jī)的壓縮過程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為柴油和空氣混合物的內(nèi)能d柴油機(jī)的燃料點(diǎn)火方式是壓燃式解析：汽油機(jī)的效率比柴油機(jī)低，故a錯(cuò)；在柴油機(jī)吸氣沖程中，吸入汽缸的只有空氣，沒有燃料，所以b、c錯(cuò)；柴油機(jī)的燃料點(diǎn)火方式為壓燃式，d是正確的。答案：d【例42】 公路上有一輛小汽車和一臺拖拉機(jī)，經(jīng)檢查都發(fā)生了故障并且都是因?yàn)殡姵貕牧藷o法發(fā)動，而且沒有備用電池，有人建議：只要把它們推動，以后()a小汽車和拖拉機(jī)都能發(fā)動b只有小汽車可以發(fā)動c只有拖拉機(jī)可以發(fā)動d小汽車和拖拉機(jī)都不能發(fā)動解析：汽車采用汽油機(jī)，汽缸的工作方式是點(diǎn)燃式，電池壞了，火花塞不能打出