資源簡介

(共6張PPT)
3　跨學科實踐:保護地球家園
早預習　新知梳理 01
一、我們面臨的困擾
1.在火力發電廠中,蒸汽輪機將煤燃燒釋放的　 　轉化為　 　的同時,燃燒形成的　 　 給環境帶來了壓力。
[注意] 燃燒煤、石油、天然氣等燃料會產生大量的CO2、CO、SO2、粉塵等物質,除造成空氣污染和加劇地球的溫室效應外,還會形成酸雨,
導致水、土壤酸化,對植物、建筑物、金屬構件等造成危害。
內能
電能
污染物
2.汽車的使用帶來的污染
(1)大氣污染:汽油和柴油的燃燒,要排放大量氮氧化物、　 　和鉛,給大氣帶來污染。
(2)熱污染:汽車內燃機的　 　和冷卻水會帶走總熱量的　 　左右,對環境產生較大的熱污染,成為城市熱島效應的元兇之一。
(3)噪聲污染:各種汽車發出的噪聲也是危害人們身心健康的公害之一。
3.加劇溫室效應:熱機排出的　 　所引起的額外的溫室效應,對地球表面的熱平衡有較大影響。
碳氧化物
廢氣
60%
二氧化碳
二、國家發展戰略
1.通過技術革新,大大降低燃料使用過程中帶來的負面影響。如在燃煤發電中,一是我國科研工作者堅持科技創新,不斷提高　 　 ,使我國燃煤發電水平領先世界。我國已建成全球最大的　 　體系;二是不斷更新燃煤電廠　 　排放標準,積極穩妥地推動“碳達峰”“碳中和”,彰顯了大國的使命擔當。
[注意] 燃煤發電的清潔技術:燃燒前對煤進行洗選來去除雜質;在充分燃燒后,對排出的煙氣進行脫硫、脫硝、除塵等凈化處理,減少二氧
化硫等污染物的排放。
燃煤效率
清潔煤電供應
氮氧化物
2.開發使用綠色能源。在使用傳統能源的同時,我國已經有能力利用
　 　,研究和開發　 　、　 　的高性能動力機械,控制和減少污染,堅定不移走　 　、　 　的高質量發展之路。
三、保護地球從我做起
地球在我們手中!每個人都應該為保護我們的綠色家園貢獻一份力量。通過綜合實踐活動,提升環境保護重要性的認識,并落實到行動上。
綠色能源
低能耗
少污染
生態優先
綠色低碳
探究點　熱機使用對環境的污染與環境保護
探重難　以練代講 02
典例 原創題　 為積極穩妥地推動“碳達峰”“碳中和”,彰顯大國的使命擔當,我國在減少熱機對環境的污染和能源使用方面做了很多積極的工作。下列有關說法錯誤的是( )
A.市區禁止鳴笛,減少汽車的噪聲污染
B.建成全球最大的清潔燃煤供電系統,提高燃煤效率,減少排放污染
C.大力開發綠色能源,研究和開發低能耗、少污染的高性能動力機械
D.汽車內燃機的廢氣和冷卻水帶走的熱量,不會對環境產生污染
D
變式 “綠水青山就是金山銀山”為未來中國的生態文明建設和綠色發展指明了路線,我們要從生活中的小事做起,以下行為符合節能減排要求的是( )
A.盡量多開啟電冰箱門
B.照明時選用新型節能燈
C.電視機長期處于待機狀態
D.多使用內燃機為動力的汽車
B(共16張PPT)
2　熱機效率
早預習　新知梳理 01
一、熱機效率
1.對熱機中能量轉化進行研究,可以改進　 　、有效利用資源、減少　 　。
2.熱機效率:熱機所做　 　與所用燃料　 　釋放的熱量
　 　叫作熱機的效率。熱機效率是熱機　 　的重要指標。
[注意] 由于燃料燃燒所釋放的熱量不能被全部用來做有用功,故
任何熱機的效率都小于1,熱機效率是一個小于1的百分數,沒有單位。
熱機性能
排放污染
有用功
完全燃燒
之比
性能
3.觀察如圖所示汽油機的能量流向圖,該汽油機的熱機效率為 　,
提出一條提高熱機效率的措施:　 　(合理即可)。
24%～30%
減少廢氣帶走的熱量
二、改變世界的熱機
1.18世紀中后期,世界進入了以“火”為動力的“　 　”,完成了人類的第一次工業革命。
2.　 　廣泛應用在早期的火車、現代大型火力發電廠以及大型艦船上。
3.汽車、農用機械、輪船上配備的是汽油機和　 　。
4.在航空航天中,使用的是更加高效的　 　。
蒸汽機時代
蒸汽輪機
柴油機
噴氣式發動機
三、飛向太空
1.火箭的工作原理:燃料和助燃劑在燃燒室內燃燒,產生高溫高壓氣體,從尾端向后　 　,推動箭筒向前飛行。
2.常用的火箭是　 　級火箭。我國不但可以利用長征系列運載火箭發射人造衛星,還可以發射　 　。
高速噴出
多
載人宇宙飛船
探究點一　熱機效率
探重難　以練代講 02
典例1 (2025巴中中學月考)我國的某款轎車在某段平直公路上進行測
試,汽車以18 m/s的速度勻速行駛了5 min,消耗燃油0.3 kg,汽車發動機的牽引力是1 000 N。燃油的熱值為4.5×107 J/kg。
求:(1)消耗的燃油完全燃燒產生的熱量Q放;
解析:(1)消耗的燃油完全燃燒產生的熱量Q放=mq=0.3 kg×4.5×
107 J/kg=1.35×107 J;
答案:(1)1.35×107 J
(2)發動機所做的功W;
(3)發動機的能量轉化效率η。
解析:(2)汽車的速度v=18 m/s,行駛時間t=5 min=300 s,汽車行駛的距離s=vt=18 m/s×300 s=5 400 m,
汽車發動機的牽引力F=1 000 N,發動機牽引力做的功W=Fs=1 000 N×
5 400 m=5.4×106 J;
答案:(2)5.4×106 J　(3)40%
探究釋疑
求解熱機效率的思路
變式1 (2024瀘州合江縣期中)小汽車在行駛的速度不同時,耗油量不同。若某汽車以90 km/h的速度勻速行駛時最省油,此時該汽車的汽油機效率為30%。若汽車以最省油的速度在平直的公路上勻速行駛了5 km,受到的阻力為1 350 N,求在此過程中:(汽油的熱值q汽油=4.5×107 J/kg)
(1)該汽車行駛的時間為多少秒
答案:(1)200 s
(2)該汽車牽引力做的功;
解析:(2)若汽車以最省油的速度在平直的公路上勻速行駛了5 km,處于平衡狀態,受到的阻力為1 350 N,則所受牽引力F=f=1 350 N,
該汽車牽引力做的功
W=Fs=1 350 N×5×1 000 m=6.75×106 J;
答案:(2)6.75×106 J
(3)該汽車消耗汽油的質量。
答案:(3)0.5 kg
探究點二　熱效率(爐子的效率)
典例2 (2025成都外國語學校月考)小紅觀察到家里的迷你磁爐外包裝上印有“體積小方便攜帶、高火力效率高”等字樣,她內心產生了疑問:
“該款磁爐的效率到底有多高 ”于是她準備實際測試一下爐子的效率,她量取2 kg的水倒入鍋中,測得初溫為20 ℃,當水溫加熱到100 ℃時停止加熱,測得燃燒了32 g的丁烷氣體,水的比熱容是4.2×103 J/(kg·
℃),這種丁烷氣體的熱值是3.5×107 J/kg。試求:
(1)32 g丁烷氣體完全燃燒放出的熱量是多少
(2)水吸收的熱量是多少
(3)爐子燒水的效率是多少
解析:(1)32 g丁烷氣體完全燃燒放出的熱量Q放=m丁烷q丁烷=32×10-3 kg×
3.5×107 J/kg=1.12×106 J;
(2)水吸收的熱量Q吸=c水m水(t水-t0水)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×
(100 ℃-20 ℃)=6.72×105 J;
答案:(1)1.12×106 J　(2)6.72×105 J　(3)60%
探究釋疑
求解熱效率(如天然氣灶、爐子的效率)的思路
求解“熱效率”的思維模板:“待求量”→“已知量”
變式2 (2024常州)中國工程師利用焦爐氣中的氫氣與工業尾氣中的二氧化碳合成液態燃料,作為第19屆亞洲運動會主火炬的燃料。工程師在科普館用如圖所示的裝置為同學們演示模擬實驗,測量該燃料的熱值。
①在空酒精燈內加入適量該液態燃料,得到“燃料燈”;
②在空燒杯內加入1 kg水,測得水的初溫為31 ℃,點燃“燃料燈”
開始加熱;
③當水恰好沸騰時,立即熄滅“燃料燈”,測得“燃料燈”消耗燃料30 g。
已知實驗時氣壓為1標準大氣壓,c水=4.2×103 J/(kg·℃),用該裝
置加熱水的效率為42%。求:
(1)此過程中,燒杯內的水吸收的熱量。
解析:(1)燒杯內水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×
1 kg×(100 ℃-31 ℃)=2.898×105 J;
答案:(1)2.898×105 J
(2)該液態燃料的熱值。
答案:(2)2.3×107 J/kg(共30張PPT)
專題一
熱學綜合計算
類型一　燃料完全燃燒放熱的計算
類型解讀
此類題型主要是計算不同類型燃料完全燃燒放出的熱量Q放=qm(適用于燃料熱值的單位是J/kg)或Q放=qV(適用于燃料熱值的單位是J/m3)。
1.(2024巴中)小麗去郊游,上車時聞到汽油味,這是　 　現象。通過交流得知該車的發動機為汽油機,若某單缸四沖程汽油機的轉速為
1 200 r/min,在1 s內汽油機對外做了　 　次功。如果汽油機在某段時間內消耗了500 g汽油,這些汽油完全燃燒可釋放的熱量為　 　J。
(q汽油=4.6×107 J/kg)
2.據測算,一場全程馬拉松比賽,運動員身體消耗的能量約為1.2×
107 J,若焦炭的熱值為3.0×107 J/kg,則這些能量需要完全燃燒
　 　kg的焦炭才能得到。
擴散
10
2.3×107
0.4
1.(2024巴中)小麗去郊游,上車時聞到汽油味,這是　 　現象。通過交流得知該車的發動機為汽油機,若某單缸四沖程汽油機的轉速為
1 200 r/min,在1 s內汽油機對外做了　 　次功。如果汽油機在某段時間內消耗了500 g汽油,這些汽油完全燃燒可釋放的熱量為　 　J。
(q汽油=4.6×107 J/kg)
2.據測算,一場全程馬拉松比賽,運動員身體消耗的能量約為1.2×
107 J,若焦炭的熱值為3.0×107 J/kg,則這些能量需要完全燃燒
　 　kg的焦炭才能得到。
擴散
10
2.3×107
0.4
3.合理分類和利用垃圾可以保護環境、變廢為寶。在一定條件下,1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油。若燃料油的熱值為4.0×107 J/kg,某城鎮每天產生50 t生活垃圾,則這些垃圾“榨”出的燃料油完全燃燒釋放出的熱量為　 　J。
2.8×1011
4.小紅一家到某基地露營時,用火爐將質量為2 kg、初溫為20 ℃的水加熱到60 ℃,燃燒了100 g木炭。已知水的比熱容c=4.2×103 J/(kg·
℃),求:
(1)水吸收的熱量;
解析:(1)水升高的溫度Δt=t-t0=60 ℃-20 ℃=40 ℃,
水吸收的熱量Q吸=cm水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×40 ℃=3.36×
105 J;
答案:(1)3.36×105 J
(2)若木炭放出的熱量完全被水吸收,求木炭的熱值。
答案:(2)3.36×106 J/kg
5.2023年5月14日,我國某公司發布消息,世界最大海上液化天然氣接收站,成功實現首船卸料和管線通氣,項目建成后能大幅提高香港清潔能源發電比例,對優化粵港澳大灣區能源結構具有重要意義。若首船裝有天然氣66 000 t,液化天然氣密度為0.44×103 kg/m3,天然氣的熱值q天然氣=4.5×107 J/kg。
(1)若首船天然氣完全燃燒,放出的熱量是多少
解析:(1)首船天然氣完全燃燒放出的熱量
Q放=mq天然氣=66 000×103 kg×4.5×107 J/kg=2.97×1015 J。
答案:(1)2.97×1015 J
(2)若一戶居民每月需消耗10 m3天然氣,則這些天然氣可供多少戶居民使用一年
答案:(2)1 250戶
類型二　熱傳遞過程中熱量的計算
類型解讀
此類題型主要是根據物體吸、放熱情況計算出物體升高(或降低)溫度時,吸收(或放出)的熱量,用Q=cmΔt計算,c為物體的比熱容,m為物體的質量,Δt為物體溫度的變化量。
6.北方的暖氣大多用水作為散熱介質,是因為水的比熱容較　 　。有質量為50 kg的水流過暖氣,溫度下降2 ℃,放出的熱量是　 　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
7.(2024揚州)選用水來冷卻拖拉機的發動機,是因為水的比熱容　　(選填“大”或“小”),如果水箱裝有質量為20 kg的水,水溫從20 ℃上升到70 ℃,水吸收了 J的熱量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
大
4.2×105
大
4.2×106
8.(2024廣元)隨著科技發展,人們已經開始將氫能作為一種新能源加以利用。已知氫燃料的熱值為1.4×108 J/kg,水的比熱容為4.2×103 J/
(kg·℃)。如果一輛汽車平均每月消耗氫燃料30 kg,這些氫燃料完全燃燒釋放的熱量為　 　J;若這些熱量完全被水吸收,可使
　 　kg水的溫度從20 ℃升高到100 ℃。
4.2×109
1.25×104
9.小汽車是主要的交通工具,某品牌小汽車單缸四沖程汽油機的轉速為
2 400 r/min,則1 s內汽油機對外做功　 　次。當汽車在加油站加油時,司機能聞到很濃的汽油味,是　 　現象。若汽車在某段時間內消耗了210 g汽油,則汽油完全燃燒可放出熱量　 　J,這些熱量能讓100 kg的水溫度升高　 　℃[q汽油=4.6×107 J/kg,c水=4.2×
103 J/(kg·℃),不計熱量損失]。
20
擴散
9.66×106
23
10.(2024泰安)某地利用地熱資源建立溫泉浴池。某溫泉池注入了6×
103 kg的水,初始水溫為42 ℃,一段時間后水溫降至30 ℃,放出的熱量為Q,c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然氣=3.2×107 J/m3。求:
(1)Q的大小;
(2)完全燃燒多少立方米的天然氣放出的熱量與Q的大小相等。
解析:(1)水溫下降時,放出的熱量
Q=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×6×103 kg×(42 ℃-30 ℃)=3.024×
108 J;
答案:(1)3.024×108 J　(2)9.45 m3
類型三　有關爐具加熱效率的計算
類型解讀
爐具加熱效率的計算步驟
(1)求被加熱物體吸收的熱量Q吸=cmΔt,c為被加熱物體的比熱容,m為被加熱物體的質量,Δt為被加熱物體溫度的變化量。
(2)求燃料完全燃燒釋放的熱量Q放=qm(燃料熱值的單位是J/kg)或Q放=
qV(燃料熱值的單位是J/m3)。
11.將質量為2 kg、初始溫度為25 ℃的一壺水加熱到100 ℃,需要吸收
　 　J的熱量,加熱過程需要燃燒0.05 m3的天然氣,則天然氣完全燃燒放出熱量的　 　%被水吸收。[天然氣的熱值取4.2×107 J/m3,水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]
12.某燃氣熱水器將20 L的水從20 ℃加熱到70 ℃,完全燃燒了0.21 m3的煤氣,水吸收的熱量是　 　J,該燃氣熱水器燒水的效率是
　 　。[已知水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),水的密度為1.0×
103 kg/m3,煤氣的熱值為4×107 J/m3]
6.3×105
30
4.2×106
50%
13.(2025成都高新區期末)初冬時節,小明與家人在湖邊利用如圖所示的卡式爐圍爐煮茶,一家人其樂融融,好不愜意。卡式爐的氣罐內裝有可燃性氣體丁烷,在1個標準大氣壓下,將質量為1.15 kg、溫度為20 ℃的水燒開,共消耗了質量為14 g的丁烷。已知水的比熱容c水=4.2×
103 J/(kg·℃),丁烷熱值q=4.6×107 J/kg。求:
(1)水吸收的熱量;
解析:(1)1個標準大氣壓下水的沸點是100 ℃,水吸收的熱量Q吸=
c水m水Δt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.15 kg×(100 ℃-20 ℃)=3.864
×105 J;
答案:(1)3.864×105 J
(2)卡式爐的熱效率。
答案:(2)60%
14.(2025瀘州合江縣月考)由于天氣寒冷,吃早飯時媽媽要用熱水給小明加熱250 g瓶裝牛奶,如圖所示,要使這瓶牛奶的溫度由10 ℃最終升高到50 ℃,水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比熱容為 2.1×
103 J/(kg·℃),不計熱量損失和奶瓶吸收的熱量,求:
(1)牛奶需要吸收多少熱量
解析:(1)牛奶的比熱容c1=2.1×103 J/(kg·℃),牛奶的質量m1=250 g=
0.25 kg,牛奶原來的溫度t01=10 ℃,牛奶后來的溫度t=50 ℃,牛奶吸收的熱量Q吸=c1m1(t-t01)=2.1×103 J/(kg·℃)×0.25 kg×(50 ℃-
10 ℃)=2.1×104 J;
答案:(1)2.1×104 J
(2)媽媽至少需要60 ℃的熱水多少千克
答案:(2)0.5 kg
(3)若小明家燃氣灶的熱效率是25%,媽媽將質量為1 kg、溫度為10 ℃的水加熱到60 ℃,需消耗多少立方米燃氣 (燃氣的熱值為4.2×107 J/m3)
答案:(3)0.02 m3
類型四　有關熱機效率的計算
類型解讀
熱機效率的求解步驟
(1)求熱機做的有用功W有用
①W有用=Fs:F為牽引力,s為汽車行駛的距離;②W有用=Pt:P為汽車發動機的功率,t是行駛時間。
(2)求燃料完全燃燒釋放的熱量Q總:Q總=qm。
15.(2024遼寧)汽油機在　 　沖程中將內能轉化為機械能。若某汽車的汽油機在一段時間內所做的有用功為2.3×107 J,效率為25%,則該汽油機在這段時間內消耗　 　kg的汽油(汽油的熱值取4.6×107 J/kg)。
做功
2
16.(2024濰坊)某建筑工地上,起重機在10 s內將質量為2.15 t的重物沿豎直方向勻速提升6 m,此過程起重機消耗柴油0.01 kg。柴油的熱值q=
4.3×107 J/kg,g取10 N/kg。
(1)求重物上升的速度;
答案:(1)0.6 m/s
(2)求起重機提升重物的功率;
答案:(2)1.29×104 W
(3)若將起重機提升重物做的功與消耗的柴油完全燃燒釋放的熱量之比定義為其提升效率,用字母η表示,求起重機的提升效率。
答案:(3)30%
17.(2024菏澤巨野縣期中)我國自主研制的某款無人駕駛汽車在某段平直公路上進行測試,汽車沿直線勻速行駛了10.8 km,已知汽車發動機的牽引力是1 000 N,發動機的效率是30%,(燃油的熱值為4.5×107 J/kg)試求:
(1)汽車牽引力所做的功是多少;
解析:(1)汽車牽引力所做的功W=Fs=1 000 N×10 800 m=1.08×107 J;
答案:(1)1.08×107 J
(2)發動機消耗了多少燃油。
答案:(2)0.8 kg
答案:10.21 L
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第2章　改變世界的熱機
1　熱　機
早預習　新知梳理 01
一、利用內能做功
1.熱機:通過燃料燃燒獲取　 　能并將其轉化為　 　能的裝置。
2.熱機中能量轉化的基本過程
內
機械
內
機械
3.最早應用于工業生產的熱機是 　機。1769年, 　改進、
完善了蒸汽機,才使蒸汽機廣泛成為帶動其他機器運轉的動力裝置。
蒸汽
瓦特
二、內燃機
1.活塞式內燃機
(1)工作原理:汽油、柴油等燃料與空氣混合,在　 　內燃燒,生成高溫高壓的燃氣,推動活塞　 　,而活塞通過連桿、　 　與飛輪相連,從而使活塞的移動帶動飛輪轉動。
(2)分類:常見的活塞式內燃機有　 　機和　 　機。
2.汽油機的工作過程
(1)沖程:活塞在往復運動中從　 　一端運動到另一端叫作一個
沖程。多數汽油機是由　 　、　 　、　 　和　 　四
個沖程的不斷循環來保證連續工作的。
汽缸
做功
曲軸
汽油
柴油
汽缸
吸氣
壓縮
做功
排氣
(2)汽油機的工作過程(如下表所示)
工作過程 圖示 進氣門、排氣門的開、關 活塞的運動方向 作用或任務 能量的轉化
吸氣沖程 進氣門 　, 排氣門 向 從進氣門吸入汽缸 無
打開
關閉
下
汽油和空氣
的混合物
壓縮沖程 進氣門 　,排氣門 　 向 燃料混合物被壓縮,壓強 　, 溫度 機械能轉化為

關閉
關閉
上
增大
升高
內能
做功沖程 進氣門 　,排氣門 　 向 在壓縮沖程結束時, 　產生電火花,使燃料猛烈燃燒,產生高溫高壓的氣體。高溫高壓氣體推動活塞向下運動,并通過連桿帶動曲軸轉動,對外 內能轉化
為
關閉
關閉
下
火花塞
做功
機械能
排氣沖程 進氣門 　,排氣門 　 向 把廢氣排出汽缸 無
關閉
打開
上
(3)一個工作循環:汽油機的一個工作循環要經歷　 　個沖程,屬于四沖程內燃機。它的一個工作循環中,只有第　 　個沖程燃氣推動活塞做功,把　 　能轉化為　 　能,其他三個沖程是靠飛輪轉動的
　 　來完成的。
[注意] 單缸汽油機的工作過程可簡記為“四沖二轉一做功”,即經過四個沖程,曲軸轉兩周,做功一次。
四
三
內
機械
能量
探究點一　正確理解熱機的工作原理
探重難　以練代講 02
典例1 教材素材改編題　 在如圖所示的“小小熱機”中:
(1)酒精燃燒時,　 　能轉化為　 　能。
(2)水蒸氣由橡膠塞小孔噴出,形成氣流,驅動
小葉輪轉動, 　能轉化為葉輪的　 　能。
化學
內
內
機械
變式1 (2024濟南萊蕪區模擬)如圖所示的實驗展示了人類利用內能的過程,加熱使水沸騰,蓋在試管口上的塞子會受到水蒸氣的壓力而沖出,利用該原理制成了熱機,其能量轉化是　 　(填能的轉化);在此過程中的具體的能量轉化過程是　 　。
A.內能→化學能→機械能
B.化學能→內能→機械能
C.化學能→機械能→內能
D.化學能→機械能→化學能
內能轉化為機械能
B
探究點二　汽油機的工作過程
典例2 (2024鎮江)下列汽油機工作的四個沖程中,做功沖程是( )
C
方法技巧
汽油機四沖程的判斷
四沖程,你來記,一開向下是吸氣;
四沖程,你記著,二關向上是壓縮;
四沖程,你記清,二關向下是做功;
做完功,成廢氣,一開向上排廢氣。
變式2 (2025成都郫都區期末)關于四沖程汽油機的工作過程,下列說法正確的是( )
A.吸氣沖程:只吸入空氣
B.壓縮沖程:缸內溫度降低
C.做功沖程:燃氣推動活塞做功
D.排氣沖程:內能轉化為機械能
C
探究點三　汽油機和柴油機的異同
典例3 (2024武漢模擬)如圖所示,甲是汽油機某個沖程的工作示意圖,乙是柴油機某個沖程的工作示意圖。下列說法正確的是( )
A.甲是汽油機的壓縮沖程,此時進氣門和排氣門均關閉
B.甲是汽油機的做功沖程,汽缸頂部的火花塞產生電火花
C.乙是柴油機的吸氣沖程,吸進汽缸的是空氣和柴油的混合物
D.乙是柴油機的排氣沖程,此時汽缸頂部的
噴油嘴正在噴油
B
甲　　 　 乙
易錯警示
汽油機和柴油機的比較
項目 汽油機 柴油機
構造 有火花塞
有噴油嘴
易錯警示
吸氣沖程 吸入汽油和空氣的混合物 只吸入空氣
壓縮沖程 壓縮程度較小(機械能轉化為內能) 壓縮程度較大(機械能轉化為內能)
燃料 汽油 柴油
做功沖程 點燃式 壓燃式
排氣沖程 排出廢氣 排出廢氣
效率 效率低 效率高
應用 機體輕便,主要用于小型汽車、摩托車、飛機等 機體笨重,主要用于載重汽車、輪船等
變式3 (2024臨沂)2024年4月20日,我國研制的全球首款本體熱效率達53.09%的柴油機正式亮相世界內燃機大會,刷新了柴油機熱效率的世界紀錄。如圖所示內燃機的四個沖程,汽缸內氣體的內能最小的是( )
D(共10張PPT)
第2章 改變世界的熱機 章末知識復習
建體系　思維導圖 01
①　 　　②　 　　③　 　　④　 　　⑤　 　.
⑥　 　　⑦　 　
內能
機械能
柴油機
內
機械
有用
命題點一　內燃機的原理
聯教材　圖說物理 02
1.如圖所示,在透明塑料盒上鉆一個小孔,把電子式火花發生器的放電針插進孔中,打開盒蓋,在盒中滴入幾滴酒精,再將盒蓋蓋好,然后按下火花發生器的按鈕,會觀察到塑料盒蓋被　 　。其實,酒精與空氣混合,遇到電火花后　 　,氣體的　 　能轉化為盒蓋的　 　能。
彈出
劇烈燃燒
內
機械
命題點二　汽油機工作的四個沖程
2.汽油機有吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程。進氣門打開則為
　 沖程,如圖　 　所示;排氣門打開則為　 　沖程,如圖　 　所示;兩個氣門都關閉,若活塞向上運動,則為　 　沖程,如圖　 　所示;兩個氣門都關閉,若活塞向下運動,則為做功沖程,如圖　 　所示。
吸氣
甲
排氣
丁
壓縮
乙
丙
串重難　逐點突破 03
知識點一　汽油機的工作過程及能量轉化
例1 如圖是四沖程汽油機的工作循環示意圖,下列說法中錯誤的是( )
A.汽油機在吸氣沖程中吸進汽缸的是汽油和空氣的混合物
B.吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程的四個圖的排序是:丁、甲、丙、乙
C.丙圖是做功沖程,發生的能量轉化是把內能轉化為機械能
D.若飛輪每分鐘轉3 000轉,則每秒對外
做功50次
D
1.如圖所示,在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花,用力將活塞迅速下壓,棉花會立即燃燒,下壓過程中活塞對筒內空氣　 　,空氣的　 　能增大,該能量轉化過程與汽油機的　 　沖程相同。
針對訓練
做功
內
壓縮
知識點二　熱量、熱機效率的綜合計算
例2 (2025武侯區棕北中學月考)已知某型號的載重車在一段平直的高速公路上勻速行駛8 min,消耗燃油3 L(假設燃油完全燃燒)。汽車發動機在這段時間內的功率為63 kW,若燃油的密度是0.8×103 kg/m3,熱值是3.15×107 J/kg。求:
(1)汽車發動機所做的功;
答案:(1)3.024×107 J
(2)汽車發動機的效率。
答案:(2)40%
2.(2025錦江區嘉祥外國語學校月考)某物理興趣小組的同學用天然氣灶給10 kg的水加熱,同時他們繪制了如圖所示的加熱過程中水溫隨時間變化的圖像。若在6 min內完全燃燒了0.2 kg的天然氣,[c水=4.2×103 J/
(kg·℃),天然氣的熱值q=7×107 J/kg]求:
針對訓練
(1)經過6 min時間加熱,水所吸收的熱量;
(2)天然氣灶燒水時的熱效率。
解析:(1)水的質量m水=10 kg,由題圖知,加熱前水的溫度t0=20 ℃,加熱
6 min后水的溫度t=80 ℃,水吸收的熱量Q吸=c水m水(t-t0)=4.2×
103 J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃-20 ℃)=2.52×106 J;
答案:(1)2.52×106 J　(2)18%
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