資源簡介 物理講義課題 12.4熱機與社會發(fā)展 九年級知識回顧 1.燃料燃燒將___能轉(zhuǎn)化為___能; 2.熱效率怎么求? 姓 名教學(xué)目標(biāo): 1.熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化過程; 2.汽油機的工作原理和工作過程,提高識圖能力; 3.對熱機效率和熱機與環(huán)境等問題的分析和討論,樹立效率意識和環(huán)保意識; 4.通過介紹熱機的發(fā)明和發(fā)展,樹立科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力的觀點。 教學(xué)重點:熱機的共同特點,汽油機的構(gòu)造、工作原理和過程。 教學(xué)內(nèi)容 一.什么是熱機 做功改變內(nèi)能的實質(zhì):能量之間的相互____。 ____能轉(zhuǎn)化為___能 _____能轉(zhuǎn)化為____能 熱機的大量使用使人類邁入工業(yè)化社會,逐漸擺脫繁重的體力勞動,為各種機械提供了強大的動力。那熱機究竟是怎樣工作的、怎樣分類呢? 熱機的種類有很多,有蒸汽機、汽油機、柴油機、燃?xì)廨啓C、噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機等等。 從能量轉(zhuǎn)化的角度來分析:熱機都是將燃料的____能通過燃燒轉(zhuǎn)化為___能,再通過做功把___能轉(zhuǎn)化為____能。 所以什么才叫熱機呢? _______________________________ 而燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫做內(nèi)燃機,最常見的內(nèi)燃機有_____和_____。 【練習(xí)】以下機械屬于熱機的是( ) A.杠桿 B.斜面 C.洗衣機 D.汽油機 二.汽油機 汽油機是用____作燃料,使汽油在機器內(nèi)部燃燒,從而將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的一種熱機。 汽油在空氣中自然燃燒所釋放出的能量做功,往往是不足以帶動汽車正常工作的。研究表明,只有將燃料霧化,再進(jìn)行壓縮,讓它在高壓狀態(tài)下燃燒,才能獲得瞬間的高功率。 ①認(rèn)識汽油機構(gòu)造 氣 缸:汽油燃燒場所,在氣缸的頂部燃燒從而產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)猓?____:在氣缸內(nèi),高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊龉Γ瑢⑷細(xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能;或?qū)⒖諝夂推偷幕旌蠚怏w壓縮,提高混合氣的溫度; 連桿曲軸:連桿跟活塞、曲軸相連,將活塞的動力傳給工作機; ____:汽油和空氣混合氣的進(jìn)口; ____:燃料燃燒后的廢氣的出口; ____:點火裝置,產(chǎn)生電火花使混合氣猛烈燃燒。 ②汽油機的工作過程 沖 程:汽油機工作時,活塞在氣缸里做往復(fù)運動,活塞從氣缸的一端運動到另一端的過程。 工作循環(huán):常見汽油機要正常工作,必須連續(xù)完成四個沖程:____、____、____和____,且不斷循環(huán)進(jìn)行。 吸氣沖程:進(jìn)氣門____,排氣門____,活塞____運動,將________吸入氣缸; 壓縮沖程:進(jìn)氣門和排氣門都____,活塞____運動,____混合氣,對內(nèi)做功,使混合氣的溫度____;____能轉(zhuǎn)化為___能; 做功沖程:在壓縮沖程末,進(jìn)氣門和排氣門都____,______產(chǎn)生火花,混合氣猛烈燃燒,形成高溫、高壓氣體推動活塞____運動,對外做功,___能轉(zhuǎn)化為____能; 排氣沖程:進(jìn)氣門____,排氣門____,活塞____運動,將廢氣排出。 在四個沖程中,只有做功沖程是將____轉(zhuǎn)化為_____,其他三個沖程均為輔助沖程,需要借助于飛輪的強大____來完成動作。 每一個工作循環(huán),活塞對內(nèi)做功___次,混合氣對外做功___次,飛輪轉(zhuǎn)___圈,活塞往復(fù)___次,___個沖程。 【練習(xí)】 如右圖所示是四沖程內(nèi)燃機的( ) A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程 在如圖所示的“汽油機模型”實驗中,將少量的汽油噴入筒內(nèi),用軟木塞塞住筒口,搖動起電機,觀察到放電針放電,汽油燃燒,軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的( ) A.吸氣沖程 B.壓縮沖程 C.做功沖程 D.排氣沖程 火箭噴氣發(fā)動機是利用燃料在燃燒室中燃燒,燃?xì)庀蚝蟾咚賴姵?如右圖),從而獲得向前的動力。其 工作原理與汽油機的下列工作過程示意圖所示原理一致的是( ) A. B. C. D. 一臺汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min,則在1s內(nèi),柴油機完成____個沖程;對外做功的次數(shù)是____次。 三.柴油機 柴油機是用____作燃料,使柴油在機器內(nèi)部燃燒,從而將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的一種熱機。 柴油機比汽油機體型更笨重龐大,成本更高,工作噪聲也更大,壓縮程度更高,當(dāng)然,動力更____,效率也更____。 汽油機柴油機構(gòu)造氣缸頂部:_____氣缸頂部:_____燃料__________吸氣 沖程吸入____和____的混合物只吸入_____點火 方式_____:壓縮沖程末,火花塞產(chǎn)生火花點燃燃料_____:壓縮沖程末,噴油嘴向氣缸內(nèi)噴出霧狀柴油,遇高溫空氣而自燃效率效率___:20%~30%效率___:30%~45%應(yīng)用自重輕便,主要用于汽車、摩托車等機體笨重,主要用于載重汽車、火車、輪船等四.熱機與環(huán)境 1.熱機效率 熱機工作時,燃料存儲的化學(xué)能只有一部分用來做有用功。 那熱機效率:用來做_____的能量與燃料___________的能量之比,即η=____=____。熱機效率反映了該熱機的_____。 2.熱機對環(huán)境的影響 ①廢氣污染(一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等);②噪聲污染。 3.保護(hù)環(huán)境,減小污染措施 ①改進(jìn)燃燒設(shè)備,采取集中供熱,加裝消煙除塵裝置; ②提高內(nèi)能的綜合利用率; ③充分開發(fā)污染小或無污染的能源(如太陽能)。 4.提高熱機效率 ①減小廢氣帶走的能量 ②改善燃燒條件,讓燃料盡可能充分燃燒 ③運動部件潤滑良好 ④研發(fā)更輕的熱機材料,減輕熱機自重 【練習(xí)】 對于熱機,下列說法錯誤的是( ) A.熱機性能好壞的重要標(biāo)志之一是熱機效率 B.在四沖程內(nèi)燃機中減少廢氣帶走大量熱量可以大大提高熱機效率 C.柴油機的效率比汽油機的高,這是因為柴油的熱值比汽油的大 D.在壓縮沖程中內(nèi)燃機將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 內(nèi)燃機運行時各種能量損耗大致為:汽缸散熱損失占25%,廢氣帶走的能量占30%,摩擦等機械損耗占10%,則它的熱機效率為____。 如圖所示,是新一款無人駕駛汽車原型圖。汽車自動駕駛時使用雷達(dá)傳感器,以及激光測距器來了解周圍的交通狀況。該款車以72km/h的速度在一段平直的公路上勻速行駛了8km時,消耗汽油1.5L。 假設(shè)燃油完全燃燒,汽油機的效率為30%,那么在這段運動過程中(已知:ρ汽油=0.8×103kg/m3,q汽油=4.5×107J/kg)。求: (1)汽油完全燃燒放出的熱量; (2)汽車發(fā)動機做的有用功; (3)汽車的輸出功率。 某汽油機轉(zhuǎn)速為3000 r/min,活塞的橫截面積是35cm2。在做功沖程中,燃?xì)鈱钊钠骄鶋簭娛?.0×106 Pa,活塞移動的距離是6 cm,試求: (1)做功沖程中,燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Γ?(2)該汽油機功率; (3)若做功沖程汽油完全燃燒放出的熱量是840J,汽油機的效率。 課堂筆記課堂練習(xí)如圖所示的四種交通工具,不用熱機作為動力機械的是( )我國隨著航天事業(yè)發(fā)展需要,正在研制大功率液氫發(fā)動機。這種發(fā)動機主要是因為氫是有( )A.較小的密度 B.較大的比熱容 C.較高的熱值 D.較低的沸點下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能 量轉(zhuǎn)化情況。關(guān)于對圖中①②③④的補充正確的是( )A.①做功沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能③壓縮沖程④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.①壓縮沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能③做功沖程④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.①壓縮沖程②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③做功沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D.①做功沖程②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③壓縮沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能2021年3月12日凌晨,“長七改”成功將試驗九號衛(wèi)星送入預(yù)定軌道,“長七改”將填補我國運載火箭高軌軌道運載能力的空白。下列說法不正確的是( )A.火箭點火升空時相當(dāng)于熱機的做功沖程,將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.衛(wèi)星脫離火箭時,由于具有慣性,能保持原有運動狀態(tài)C.火箭加速升空的過程中,機械能變大D.火箭加速升空時,火箭推力大于重力某機器的能量流向如圖所示,推測該機器可能是( )熱機 電動機發(fā)電機 電熱水器如右圖表示汽油機的____沖程,主要利用慣性來工作的沖程有_______________。若該汽油機1min對外做功1200次,飛輪的轉(zhuǎn)速為____r/s;汽油機完成一個工作循環(huán)時,需要吸入0.2L的燃料,這些燃料完全燃燒放出的熱量全部被初溫為20℃的100kg水吸收,水的末溫可達(dá)到___℃(ρ燃料=1.5×103kg/m3,q燃料=5.6×107J/kg)。目前我國研發(fā)出一款新型空氣動力汽車,它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力,這種車在開動時將空氣的___能轉(zhuǎn)化為____能,這種車與汽油機相比優(yōu)點是_____________(說出一點)。小清家的下水管堵了,他爸爸用固體疏通劑進(jìn)行疏通,具體操作是先將適量的疏通劑倒入下水道,再緩慢加入清水,疏通劑與水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)造成高溫高壓氣體,通過高溫高壓氣體的膨脹將管道疏通。在疏通管道的過程中,能量的轉(zhuǎn)化情況是_____________,高壓氣體疏通管道的過程相當(dāng)于四沖程汽油機的____沖程;其四沖程汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為3600r/min,則在1s內(nèi),汽油機完成了____個沖程,對外做功____次。太陽能熱水器是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的設(shè)備之能熱水器每小時平均接收4.2×106J的太陽能,在5小時的有效照射時間內(nèi),將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水溫度升高到40℃[c水=4.2×103 J/(kg·℃),q煤氣=4.2×107J/kg,假設(shè)煤氣燃燒放出的熱量50%被水吸收]。求:(1)熱水器中的水吸收的熱量Q;(2)熱水器5小時內(nèi)接收到的太陽能E;(3)熱水器的效率η;(4)若改用煤氣來加熱這些水,需要完全燃燒煤氣的質(zhì)量。課后作業(yè)下列說法正確的是( )A.一臺單缸汽油機,飛輪每分鐘轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn),那么這臺汽油機每秒對外做功10次B.熱機的效率可以大于1C.總的看來,內(nèi)燃機實現(xiàn)了內(nèi)能向機械能的轉(zhuǎn)化,但在它的工作過程中,也有機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程D.燃料的燃燒值要隨著燃料的不斷燃燒而減小關(guān)于熱機,下列說法中正確的是( )A.熱機是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的發(fā)動機B.熱機的應(yīng)用沒有給環(huán)境帶來污染C.一般來說,柴油機的效率低于汽油機D.內(nèi)燃機屬于熱機,它在壓縮沖程中把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能關(guān)于熱機,下列說法不正確的是( )A.熱機的功率越大,其工作效率越高B.減少城市熱島效應(yīng)的措施之一就是倡導(dǎo)“綠色出行”C.熱機是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置D.不管技術(shù)如何改進(jìn),熱機的效率都不可能達(dá)到100%下列提高熱機的效率的方法中,不可行的是( )A.減少各種熱量損失 B.加潤滑油減少機器部件間的摩擦C.使燃料燃燒更充分些 D.使用熱值大的燃料關(guān)于熱機,下列說法中錯誤的是( )A.在四沖程內(nèi)燃機中,只有做功沖程對外做功B.熱機排出的廢氣、產(chǎn)生的噪聲,都會污染環(huán)境C.曲軸的質(zhì)量比較大,是為了增大曲軸的慣性D.汽油機和柴油機的點火方式是相同的熱機包括內(nèi)燃機,柴油機和汽油機都屬于內(nèi)燃機,下列說法中正確的是( )A.汽油機頂部有噴油嘴,柴油機頂部有火花塞B.柴油機在吸氣沖程中將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸C.四沖程汽油機在工作中,進(jìn)、排氣門同時關(guān)閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程D.在柴油機的壓縮沖程中,機械能轉(zhuǎn)化為柴油和空氣混合物的內(nèi)能如圖所示,對于圖片中所描述的物理過程,下列分析中正確的是( )A.厚玻璃內(nèi)的空氣被壓縮時,空氣的內(nèi)能減少B.瓶子內(nèi)的空氣推動塞子跳起時,空氣的內(nèi)能增加C.試管內(nèi)的水蒸氣推動了塞子沖出時,水蒸氣的內(nèi)能減少D.汽缸內(nèi)的氣體推動活塞向下運動時,氣體的內(nèi)能增加一臺單缸四沖程汽油機,飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min,該汽油機每秒鐘內(nèi)完成____個沖程,做功____次,為外界提供動力在____沖程。常見汽車的動力機械是內(nèi)燃機。從能量轉(zhuǎn)化的角度來看,內(nèi)燃機是把____能轉(zhuǎn)化為____能的機器,內(nèi)燃機的效率較低,它在工作過程中,能量大部分以____能的形式耗散掉。發(fā)動機是汽車的重要部件,如右圖所示是____沖程,由___能轉(zhuǎn)化為____能。當(dāng)車行駛了一段距離后,消耗了0.6kg的汽油,這些汽油完全燃燒釋放的熱量是____J(q汽油=4.6×107J/kg)。如圖為汽油機某個沖程的示意圖。若單缸四沖程汽油機的活塞沖程長度為L=0.12m,某種工作狀態(tài)下做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋毫?×103N,活塞以1400次/分鐘作往復(fù)運動,汽油機往復(fù)運動兩次,對外做功一次(q汽油=4.6×107J/kg、不計摩擦,結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)。求:(1)汽油機在此工作狀態(tài)下,對外做的一次功的大小;(2)汽油機在此工作狀態(tài)下,1min內(nèi)做功的功率;(3)如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20g汽油,那么汽油機把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的效率。當(dāng)堂檢測(_月_日) 姓名:_____關(guān)于熱機,下列說法正確的是( )A.隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,熱機的效率可達(dá)到100%B.四沖程汽油機在工作過程中,進(jìn)氣門和排氣門同時關(guān)閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程C.柴油機上安裝一個笨重的飛輪,是為了提高它的效率D.柴油機的效率比汽油機的高,這是因為柴油的熱值比汽油的大月球上沒有大氣,適合在月球上使用的“月球車”的動力裝置是( )A.汽油機 B.電動機 C.空氣噴氣發(fā)動機 D.風(fēng)力裝置下列關(guān)于熱機和環(huán)境保護(hù)的說法,正確的是( )A.熱機排出的尾氣沒有內(nèi)能B.改進(jìn)技術(shù)可以把熱機的效率提高到100%C.熱機使用過程中尾氣冒黑煙時效率最高D.熱機的一個工作循環(huán)有兩次能量轉(zhuǎn)化相反的做功過程下列實驗中,其能量轉(zhuǎn)化方式與圖示汽油機對應(yīng)沖程類似的是( )A.電火花發(fā)生器點火后將盒蓋頂出 B.滾擺向下運動C.向下壓縮空氣引火儀 D.酒精燈加熱杯中冷水一臺單缸四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min,此汽油機每秒內(nèi)( )A.完成30個沖程,做功15次 B.完成60個沖程,做功15次C.完成60個沖程,做功30次 D.完成120個沖程,做功30次當(dāng)小四輪拖拉機的柴油機出現(xiàn)故障而使轉(zhuǎn)速急驟增加時,正常操作已不能使它停轉(zhuǎn),可以用下面那種應(yīng)急措施( )A.捂住進(jìn)氣口 B.立即找一個隔熱物體捂住排氣口C.腳踏剎車板,同時手拉制動器 D.讓它空轉(zhuǎn),等油全部耗完停下關(guān)于四沖程汽油機和柴油機,下列說法正確的是( )A.在吸氣沖程中,吸入汽缸的都是空氣B.在壓縮沖程末,汽油機汽缸內(nèi)氣體溫度比柴油機的高C.在做功沖程初,都是火花塞點火D.在排氣沖程中,排氣都依靠飛輪的慣性完成下列關(guān)于汽油機和柴油機的主要區(qū)別,其中錯誤的是( )A.柴油機的氣缸上是噴油嘴,汽油機的頂部有火花塞B.在做功沖程中,柴油機的點火方式叫點燃式,汽油機的點火方式叫壓燃式C.柴油機比汽油機笨重,但燃料便宜D.柴油機吸入氣缸的只是空氣,汽油機吸入氣缸的是汽油和空氣的混合物如圖所示是四沖程汽油機的一個工作循環(huán)示意圖,其中屬于壓縮沖程的是( )A. B. C. D.一輛氫氣動力試驗汽車10min內(nèi)在平直路面上勻速行駛了1.2×104m,消耗了0.15kg的氫氣(q氫氣=1.4×108J/kg)。此過程中汽車發(fā)動機產(chǎn)生的牽引力為1.0×103N。則:(1)氫氣燃燒產(chǎn)生的熱量;(2)汽車的牽引力做的功;(3)汽車發(fā)動機的效率。課前檢測(_月_日) 姓名:_____沿海地區(qū)同沙漠地區(qū)相比,晝夜溫差小,這是因為( )A.水的密度比沙石的密度小B.水的比熱容大于沙石的比熱容C.水的傳熱本領(lǐng)比沙石的傳熱本領(lǐng)差D.相同質(zhì)量的水和沙石,升高相同的溫度,沙石吸收的熱量多把100℃的水蒸氣和等質(zhì)量0℃的冰混合后達(dá)到熱平衡,若此過程中與外界無熱傳遞,最后的溫度和狀態(tài)是(冰的溶解熱為3.36×105J/kg,水在100℃時的汽化熱為2.26×106J/kg)( )A.溫度高于0℃低于100℃的水 B.溫度100℃的水C.溫度0℃的冰水混合物 D.溫度100℃的水和水蒸氣下列關(guān)于比熱容的說法正確的是( )A.物體的比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關(guān)B.物體的比熱容跟物體的溫度有關(guān)C.物體的質(zhì)量越大,它的比熱容越大D.物體的比熱容是物體本身的一種屬性,與溫度、質(zhì)量都沒有關(guān)系如左圖在探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗時,同學(xué)們使用的器材有:相同規(guī)格的電加熱器、玻璃杯、溫度計、初溫和質(zhì)量都相同的水和食用油。關(guān)于實驗,下列說法正確的是( )A.物體吸收熱量的多少是由它的物質(zhì)種類決定的B.食用油吸熱升溫快,說明食用油的吸熱能力強C.加熱相同的時間,水升溫慢說明水的吸熱能力強D.將食用油和水加熱到相同的溫度時,它們吸收的熱量相同如右圖所示,為質(zhì)量相等的兩種液體甲和乙,分別用相同的兩盞酒精燈同時加熱時,溫度隨時間變化的圖象.從圖象可知,比熱容較大的是液體( )A.甲 B.乙 C.一樣大 D.無法判斷下列事實中最能說明物質(zhì)吸收熱量跟物質(zhì)種類有關(guān)的是( )A.體積相同的兩杯水溫度都升高10℃,它們吸收的熱量相同B.體積相等的水和煤油溫度都升高10℃,它們吸收的熱量不相同C.質(zhì)量相等的兩塊鋼溫度分別升高5℃和10℃,它們吸收的熱量不相同D.質(zhì)量相等的水和銅溫度都升高10℃,它們吸收的熱量不相同夏天,海邊的晝夜溫差小,這是因為水的比熱容較大。下列現(xiàn)象中不能反映水的這一特性的是( )A.汽車發(fā)動機的冷卻循環(huán)系統(tǒng)用水做工作物質(zhì)B.北方春天的夜晚,農(nóng)民往稻田里灌水以防秧苗凍壞C.炎熱的夏天常常在教室的地面上灑水D.城區(qū)建造人工湖以降低“熱島效應(yīng)”造成的夏季高溫炎熱的盛夏,赤腳站在水中感到?jīng)鏊咴谏惩辽细械綘C腳,引起這種反差的原因是由于水和沙土具有不同的( )A.熱量 B.質(zhì)量 C.比熱容 D.密度如下表是一些物質(zhì)的比熱容,根據(jù)表中數(shù)據(jù),下列判斷正確的是( )一些常見物質(zhì)的比熱容【J/(Kg·℃)】水 4.2×103 冰 2.1×103酒精 2.4×103 煤油 2.1×103鋁 0.88×103 銅 0.39×103砂石 0.92×103 干泥土 0.84×103A.因為比熱容是物質(zhì)的特性之一,所以不同物質(zhì)的比熱容不可能相同B.因為比熱容是物質(zhì)的特性之一,所以比熱容僅僅與物質(zhì)種類有關(guān),而與物質(zhì)狀態(tài)無關(guān)C.培育秧苗的過程中,為了保護(hù)秧苗在夜間不被凍壞,在傍晚需要把水從農(nóng)田中放出D.相同質(zhì)量的銅和鋁吸收相同熱量后,銅的溫度變化量比鋁大,所以鋁的吸熱能力較強 展開更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來源于二一教育資源庫