第二章 改變世界的熱機(jī) 章末總結(jié)（原卷版）

學(xué)而優(yōu)教有方第二章改變世界的熱機(jī)單元總結(jié)（原卷版）1.了解：了解熱機(jī)的使用對(duì)社會(huì)的貢獻(xiàn)和給環(huán)境帶來(lái)的影響。2.會(huì)：進(jìn)行熱值的簡(jiǎn)單計(jì)算。3.理解：理解內(nèi)燃機(jī)的基本原理，了解汽油機(jī)的工作過(guò)程。4.知道：熱機(jī)的效率，了解提高熱機(jī)效率的途徑；熱機(jī)的概念及熱機(jī)的能量轉(zhuǎn)化，了解熱機(jī)在人類發(fā)展史上的重要意義。5.通過(guò)分析汽油機(jī)的四個(gè)沖程，了解活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程。★知識(shí)點(diǎn)一：熱機(jī)1.熱機(jī)：通過(guò)燃料燃燒獲取內(nèi)能并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。2.蒸汽機(jī)：（1）蒸汽機(jī)是最早的熱機(jī)。利用蒸汽做功。（2）瓦特改進(jìn)、完善了蒸汽機(jī)，發(fā)明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，設(shè)計(jì)了通過(guò)活塞直線運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)飛輪圓周運(yùn)動(dòng)的連接裝置，解決了動(dòng)力的傳輸問(wèn)題，才使蒸汽機(jī)成為帶動(dòng)其他機(jī)器轉(zhuǎn)動(dòng)的動(dòng)力機(jī)器。（3）蒸汽機(jī)的原理圖，汽缸內(nèi)活塞的左右移動(dòng)由滑塊閥門來(lái)控制。要點(diǎn)詮釋：1.內(nèi)能的兩個(gè)用途：（1）加熱；（2）做功。2.形形色色的熱機(jī)：（1）水蒸氣可以驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，那是最簡(jiǎn)單的輪機(jī)，應(yīng)用在大型火力發(fā)電廠中、大型艦船上。（2）在機(jī)車、汽車、農(nóng)用機(jī)械中，使用汽油機(jī)和柴油機(jī)等內(nèi)燃機(jī)。（3）在航空航天中已經(jīng)使用更高效的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)?！镏R(shí)點(diǎn)二：內(nèi)燃機(jī)1.活塞式內(nèi)燃機(jī)：燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的燃?xì)庵苯油苿?dòng)活塞做功。2.內(nèi)燃機(jī)的工作原理：汽油或柴油在氣缸里燃燒時(shí)生成高溫高壓的燃?xì)猓脕?lái)推動(dòng)活塞做功。活塞通過(guò)連桿使內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而帶動(dòng)其他機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)。3.汽油機(jī)的四個(gè)沖程：活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從氣缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程，多數(shù)汽油機(jī)是由吸氣、壓縮、燃燒——膨脹做功和排氣四個(gè)沖程的不斷循環(huán)來(lái)保證連續(xù)工作的。4.能量轉(zhuǎn)化：壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。要點(diǎn)詮釋：1.汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)要經(jīng)歷四個(gè)沖程，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次。2.汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn)：不同點(diǎn)相同點(diǎn)項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)（1）構(gòu)造基本相同都是燃料在氣缸內(nèi)燃燒，都是內(nèi)燃機(jī)。

（2）都將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

（3）每一個(gè)工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。構(gòu)造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點(diǎn)火方式壓縮沖程末由火花塞放出電火花點(diǎn)燃，稱點(diǎn)燃式壓縮沖程末由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動(dòng)燃燒，稱壓燃式燃料汽油、吸氣沖程吸進(jìn)汽油和空氣混合物柴油、吸氣沖程吸進(jìn)氣缸的只是空氣壓縮比壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1／9至1／6壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進(jìn)體積的1／22至1／16做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為30至50個(gè)大氣壓，溫度2000℃至2500℃，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功做功沖程初燃?xì)鈮簭?qiáng)為50至100個(gè)大氣壓，溫度1700℃至2000℃，高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞做功效率效率較低20％至30％效率較高30％至45％用途輕便，多用于汽車、飛機(jī)、小型農(nóng)機(jī)具笨重，多用于拖拉機(jī)、載重汽車、輪船等重型機(jī)械★知識(shí)點(diǎn)三：熱機(jī)效率1.熱機(jī)的效率：把熱機(jī)所做有用功與所用燃料完全燃燒釋放的熱量之比，叫做熱機(jī)的效率。2.熱機(jī)的利用：（1）蒸汽機(jī)的廣泛應(yīng)用，結(jié)束了以人力、畜力為主要?jiǎng)恿Φ穆L(zhǎng)歷史，世界進(jìn)入以“火”為動(dòng)力的“蒸汽機(jī)時(shí)代”（2）火電站、熱電站利用蒸汽輪機(jī)正將煤炭、天然氣和石油轉(zhuǎn)化成電能。（3）以熱機(jī)為主要?jiǎng)恿ρb置的汽車、火車、輪船和飛機(jī)。3.熱機(jī)的利用和環(huán)境保護(hù)：（1）熱機(jī)排出的二氧化碳所引起的溫室效應(yīng)，對(duì)地球表面的熱平衡有較大影響。（2）汽車內(nèi)燃機(jī)排出的廢氣對(duì)環(huán)境產(chǎn)生較大的污染，成為城市熱島效應(yīng)的元兇之一。（3）利用綠色能源，研究和開(kāi)發(fā)低能耗、少污染的高性能熱機(jī)，控制和減少污染。要點(diǎn)詮釋：1.熱機(jī)的效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)，熱機(jī)的效率越高，它的機(jī)械性能就越好。2.提高熱機(jī)效率的途徑：（1）在設(shè)計(jì)和制造上，要不斷改進(jìn)和革新，以減少各種能量損失，提高效率。（2）在使用上，要正確使用，注意保養(yǎng)。例如加潤(rùn)滑劑以保證良好的潤(rùn)滑，減小摩擦；運(yùn)動(dòng)零件之間的間隙要調(diào)整得當(dāng)，減小摩擦和防止漏氣。（3）充分利用廢氣帶走的能量。例如熱電站就是利用廢氣來(lái)供熱的，這種既供電又供熱的熱電站，比一般的火電站，燃料的利用率將大大提高。考點(diǎn)一：熱機(jī)考向：考點(diǎn)一：熱機(jī)考向：熱機(jī)工作過(guò)程、四沖程內(nèi)能變化規(guī)律改變世界的熱機(jī)備考：熟悉汽油機(jī)四沖程工作過(guò)程，改變世界的熱機(jī)備考：熟悉汽油機(jī)四沖程工作過(guò)程，分清各沖程能量交換過(guò)程考向：考向：熱值與熱機(jī)效率的簡(jiǎn)單計(jì)算備考：理解熱值及熱機(jī)效率的概念，加強(qiáng)相關(guān)計(jì)算練習(xí)考點(diǎn)二：備考：理解熱值及熱機(jī)效率的概念，加強(qiáng)相關(guān)計(jì)算練習(xí)考點(diǎn)二：熱機(jī)效率考向：考向：辨別能量的轉(zhuǎn)化類型備考：理解能量守恒定律、認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化實(shí)例備考：理解能量守恒定律、認(rèn)識(shí)常見(jiàn)的能量轉(zhuǎn)化實(shí)例考點(diǎn)三：能量轉(zhuǎn)化與守恒考點(diǎn)一：熱機(jī)★典例一：某汽油機(jī)的四個(gè)沖程如圖所示，在該汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，壓縮沖程結(jié)束后，下個(gè)沖程是（）。A.① B.② C.③ D.④★典例二：內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由四個(gè)沖程組成的，如圖所示的是工作循環(huán)中的_____沖程，若飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)40周，則對(duì)外做功______次?？键c(diǎn)二：熱機(jī)效率★典例三：某輛行駛的小轎車，其正常工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況如圖所示，若輸入的化學(xué)能為2000J，輸出的動(dòng)能為300J．則輸出的內(nèi)能和聲能共計(jì)J；輸出的有用能量是動(dòng)能，則小轎車正常工作時(shí)的效率為。★典例四：關(guān)于熱機(jī)的效率，下列說(shuō)法正確的是（）。A.在做功同樣多的情況下，熱機(jī)的效率越高消耗的燃料越多；B.一般情況下柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)的高；C.熱機(jī)的效率越高說(shuō)明做功越快；D.熱機(jī)損失的能量中，廢氣帶走的能量較少，主要是由于機(jī)械摩擦損失的考點(diǎn)三：能量轉(zhuǎn)化與守恒★典例五：如圖是四沖程汽油機(jī)工作循環(huán)中的一個(gè)沖程，下列關(guān)于沖程及其能量轉(zhuǎn)化判斷正確的是（）。A.做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；B.做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；C.壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；D.壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能★典例六：關(guān)于能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過(guò)程，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）。A.地球上的化石能源歸根結(jié)底來(lái)自遠(yuǎn)古時(shí)期的太陽(yáng)能；B.自然界中水能的循環(huán)再生過(guò)程不遵循能量守恒定律；C.空調(diào)將室內(nèi)空氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)移至高溫的室外需要消耗電能；D.熱水自然變涼，能量自發(fā)的從高溫物體轉(zhuǎn)移至低溫物體一、選擇題1．四沖程汽油機(jī)在工作過(guò)程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（）。A．吸氣沖程；B．壓縮沖程；C．做功沖程；D．排氣沖程2．關(guān)于四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過(guò)程有以下幾種說(shuō)法：①在吸氣沖程中，都會(huì)吸入空氣；②在做功沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；③只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功；④汽油機(jī)和柴油機(jī)的點(diǎn)火方式相同；以上說(shuō)法中正確的是（）。A．只有①②③ B．只有①③ C．只有②④ D．只有②③④3.根據(jù)表1、表2和表3提供的資料（在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下），判斷下列說(shuō)法中正確的是（）。表1：幾種晶體的熔點(diǎn)晶體熔點(diǎn)（℃）固態(tài)酒精－117固態(tài)水銀－39冰0表2：幾種物質(zhì)的比熱容物質(zhì)比熱容［J/（kg·℃）］水4.2×103煤油2.1×103干泥土0.84×103表3：幾種燃料的熱值燃料熱值（J/kg）干木柴約1.2×107無(wú)煙煤約3.4×107汽油約4.6×107A.南極冬季氣溫一般在－40℃以下，在南極測(cè)量氣溫可選擇酒精溫度計(jì)；B.溫度為0℃的冰，其分子仍然會(huì)做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)；C.水和煤油升高相同的溫度，水吸收的熱量較多；D.煤的熱值比干木柴的大，因此煤燃燒過(guò)程中一定比干木柴燃燒過(guò)程中放出的熱4．下列說(shuō)法中正確的是（）。A．汽油機(jī)的壓縮沖程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；B．燃料不完全燃燒，其熱值會(huì)變?。籆．可以采用增大熱機(jī)功率的方法來(lái)增大熱機(jī)的效率；D．物體的內(nèi)能增加時(shí)溫度可能不變二、填空題5．如圖所示的是四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖，由圖可以看出，此時(shí)它正處在_______沖程；為了降低汽油機(jī)內(nèi)汽缸的溫度，汽缸外有一個(gè)水箱將汽缸包圍住，這是通過(guò)____________的方式減少汽缸的內(nèi)能。6.“頁(yè)巖氣”是蘊(yùn)藏在巖層中的天然氣，被譽(yù)為未來(lái)能源的“明星”。頁(yè)巖氣屬于_____________（填“可再生”或“不可再生”）能源。頁(yè)巖氣的熱值為3.2×107J/m3，完全燃燒0.1m3頁(yè)巖氣可放出____________J的熱量。7．汽車汽油機(jī)是由四個(gè)沖程的不斷循環(huán)來(lái)保證連續(xù)工作的，其中由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是沖程。已知汽油的熱值為4.6×107J/kg，2kg汽油完全燃燒時(shí)釋放的熱量為J。已知汽車防凍液的比熱容為4.2×1