资源简介

(共6张PPT)
3　跨学科实践:保护地球家园
早预习　新知梳理 01
一、我们面临的困扰
1.在火力发电厂中,蒸汽轮机将煤燃烧释放的　 　转化为　 　的同时,燃烧形成的　 　 给环境带来了压力。
[注意] 燃烧煤、石油、天然气等燃料会产生大量的CO2、CO、SO2、粉尘等物质,除造成空气污染和加剧地球的温室效应外,还会形成酸雨,
导致水、土壤酸化,对植物、建筑物、金属构件等造成危害。
内能
电能
污染物
2.汽车的使用带来的污染
(1)大气污染:汽油和柴油的燃烧,要排放大量氮氧化物、　 　和铅,给大气带来污染。
(2)热污染:汽车内燃机的　 　和冷却水会带走总热量的　 　左右,对环境产生较大的热污染,成为城市热岛效应的元凶之一。
(3)噪声污染:各种汽车发出的噪声也是危害人们身心健康的公害之一。
3.加剧温室效应:热机排出的　 　所引起的额外的温室效应,对地球表面的热平衡有较大影响。
碳氧化物
废气
60%
二氧化碳
二、国家发展战略
1.通过技术革新,大大降低燃料使用过程中带来的负面影响。如在燃煤发电中,一是我国科研工作者坚持科技创新,不断提高　 　 ,使我国燃煤发电水平领先世界。我国已建成全球最大的　 　体系;二是不断更新燃煤电厂　 　排放标准,积极稳妥地推动“碳达峰”“碳中和”,彰显了大国的使命担当。
[注意] 燃煤发电的清洁技术:燃烧前对煤进行洗选来去除杂质;在充分燃烧后,对排出的烟气进行脱硫、脱硝、除尘等净化处理,减少二氧
化硫等污染物的排放。
燃煤效率
清洁煤电供应
氮氧化物
2.开发使用绿色能源。在使用传统能源的同时,我国已经有能力利用
　 　,研究和开发　 　、　 　的高性能动力机械,控制和减少污染,坚定不移走　 　、　 　的高质量发展之路。
三、保护地球从我做起
地球在我们手中!每个人都应该为保护我们的绿色家园贡献一份力量。通过综合实践活动,提升环境保护重要性的认识,并落实到行动上。
绿色能源
低能耗
少污染
生态优先
绿色低碳
探究点　热机使用对环境的污染与环境保护
探重难　以练代讲 02
典例 原创题　 为积极稳妥地推动“碳达峰”“碳中和”,彰显大国的使命担当,我国在减少热机对环境的污染和能源使用方面做了很多积极的工作。下列有关说法错误的是( )
A.市区禁止鸣笛,减少汽车的噪声污染
B.建成全球最大的清洁燃煤供电系统,提高燃煤效率,减少排放污染
C.大力开发绿色能源,研究和开发低能耗、少污染的高性能动力机械
D.汽车内燃机的废气和冷却水带走的热量,不会对环境产生污染
D
变式 “绿水青山就是金山银山”为未来中国的生态文明建设和绿色发展指明了路线,我们要从生活中的小事做起,以下行为符合节能减排要求的是( )
A.尽量多开启电冰箱门
B.照明时选用新型节能灯
C.电视机长期处于待机状态
D.多使用内燃机为动力的汽车
B(共16张PPT)
2　热机效率
早预习　新知梳理 01
一、热机效率
1.对热机中能量转化进行研究,可以改进　 　、有效利用资源、减少　 　。
2.热机效率:热机所做　 　与所用燃料　 　释放的热量
　 　叫作热机的效率。热机效率是热机　 　的重要指标。
[注意] 由于燃料燃烧所释放的热量不能被全部用来做有用功,故
任何热机的效率都小于1,热机效率是一个小于1的百分数,没有单位。
热机性能
排放污染
有用功
完全燃烧
之比
性能
3.观察如图所示汽油机的能量流向图,该汽油机的热机效率为 　,
提出一条提高热机效率的措施:　 　(合理即可)。
24%～30%
减少废气带走的热量
二、改变世界的热机
1.18世纪中后期,世界进入了以“火”为动力的“　 　”,完成了人类的第一次工业革命。
2.　 　广泛应用在早期的火车、现代大型火力发电厂以及大型舰船上。
3.汽车、农用机械、轮船上配备的是汽油机和　 　。
4.在航空航天中,使用的是更加高效的　 　。
蒸汽机时代
蒸汽轮机
柴油机
喷气式发动机
三、飞向太空
1.火箭的工作原理:燃料和助燃剂在燃烧室内燃烧,产生高温高压气体,从尾端向后　 　,推动箭筒向前飞行。
2.常用的火箭是　 　级火箭。我国不但可以利用长征系列运载火箭发射人造卫星,还可以发射　 　。
高速喷出
多
载人宇宙飞船
探究点一　热机效率
探重难　以练代讲 02
典例1 (2025巴中中学月考)我国的某款轿车在某段平直公路上进行测
试,汽车以18 m/s的速度匀速行驶了5 min,消耗燃油0.3 kg,汽车发动机的牵引力是1 000 N。燃油的热值为4.5×107 J/kg。
求:(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量Q放;
解析:(1)消耗的燃油完全燃烧产生的热量Q放=mq=0.3 kg×4.5×
107 J/kg=1.35×107 J;
答案:(1)1.35×107 J
(2)发动机所做的功W;
(3)发动机的能量转化效率η。
解析:(2)汽车的速度v=18 m/s,行驶时间t=5 min=300 s,汽车行驶的距离s=vt=18 m/s×300 s=5 400 m,
汽车发动机的牵引力F=1 000 N,发动机牵引力做的功W=Fs=1 000 N×
5 400 m=5.4×106 J;
答案:(2)5.4×106 J　(3)40%
探究释疑
求解热机效率的思路
变式1 (2024泸州合江县期中)小汽车在行驶的速度不同时,耗油量不同。若某汽车以90 km/h的速度匀速行驶时最省油,此时该汽车的汽油机效率为30%。若汽车以最省油的速度在平直的公路上匀速行驶了5 km,受到的阻力为1 350 N,求在此过程中:(汽油的热值q汽油=4.5×107 J/kg)
(1)该汽车行驶的时间为多少秒
答案:(1)200 s
(2)该汽车牵引力做的功;
解析:(2)若汽车以最省油的速度在平直的公路上匀速行驶了5 km,处于平衡状态,受到的阻力为1 350 N,则所受牵引力F=f=1 350 N,
该汽车牵引力做的功
W=Fs=1 350 N×5×1 000 m=6.75×106 J;
答案:(2)6.75×106 J
(3)该汽车消耗汽油的质量。
答案:(3)0.5 kg
探究点二　热效率(炉子的效率)
典例2 (2025成都外国语学校月考)小红观察到家里的迷你磁炉外包装上印有“体积小方便携带、高火力效率高”等字样,她内心产生了疑问:
“该款磁炉的效率到底有多高 ”于是她准备实际测试一下炉子的效率,她量取2 kg的水倒入锅中,测得初温为20 ℃,当水温加热到100 ℃时停止加热,测得燃烧了32 g的丁烷气体,水的比热容是4.2×103 J/(kg·
℃),这种丁烷气体的热值是3.5×107 J/kg。试求:
(1)32 g丁烷气体完全燃烧放出的热量是多少
(2)水吸收的热量是多少
(3)炉子烧水的效率是多少
解析:(1)32 g丁烷气体完全燃烧放出的热量Q放=m丁烷q丁烷=32×10-3 kg×
3.5×107 J/kg=1.12×106 J;
(2)水吸收的热量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%
探究释疑
求解热效率(如天然气灶、炉子的效率)的思路
求解“热效率”的思维模板:“待求量”→“已知量”
变式2 (2024常州)中国工程师利用焦炉气中的氢气与工业尾气中的二氧化碳合成液态燃料,作为第19届亚洲运动会主火炬的燃料。工程师在科普馆用如图所示的装置为同学们演示模拟实验,测量该燃料的热值。
①在空酒精灯内加入适量该液态燃料,得到“燃料灯”;
②在空烧杯内加入1 kg水,测得水的初温为31 ℃,点燃“燃料灯”
开始加热;
③当水恰好沸腾时,立即熄灭“燃料灯”,测得“燃料灯”消耗燃料30 g。
已知实验时气压为1标准大气压,c水=4.2×103 J/(kg·℃),用该装
置加热水的效率为42%。求:
(1)此过程中,烧杯内的水吸收的热量。
解析:(1)烧杯内水吸收的热量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)该液态燃料的热值。
答案:(2)2.3×107 J/kg(共30张PPT)
专题一
热学综合计算
类型一　燃料完全燃烧放热的计算
类型解读
此类题型主要是计算不同类型燃料完全燃烧放出的热量Q放=qm(适用于燃料热值的单位是J/kg)或Q放=qV(适用于燃料热值的单位是J/m3)。
1.(2024巴中)小丽去郊游,上车时闻到汽油味,这是　 　现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机,若某单缸四冲程汽油机的转速为
1 200 r/min,在1 s内汽油机对外做了　 　次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500 g汽油,这些汽油完全燃烧可释放的热量为　 　J。
(q汽油=4.6×107 J/kg)
2.据测算,一场全程马拉松比赛,运动员身体消耗的能量约为1.2×
107 J,若焦炭的热值为3.0×107 J/kg,则这些能量需要完全燃烧
　 　kg的焦炭才能得到。
扩散
10
2.3×107
0.4
1.(2024巴中)小丽去郊游,上车时闻到汽油味,这是　 　现象。通过交流得知该车的发动机为汽油机,若某单缸四冲程汽油机的转速为
1 200 r/min,在1 s内汽油机对外做了　 　次功。如果汽油机在某段时间内消耗了500 g汽油,这些汽油完全燃烧可释放的热量为　 　J。
(q汽油=4.6×107 J/kg)
2.据测算,一场全程马拉松比赛,运动员身体消耗的能量约为1.2×
107 J,若焦炭的热值为3.0×107 J/kg,则这些能量需要完全燃烧
　 　kg的焦炭才能得到。
扩散
10
2.3×107
0.4
3.合理分类和利用垃圾可以保护环境、变废为宝。在一定条件下,1 t生活垃圾能“榨”出140 kg燃料油。若燃料油的热值为4.0×107 J/kg,某城镇每天产生50 t生活垃圾,则这些垃圾“榨”出的燃料油完全燃烧释放出的热量为　 　J。
2.8×1011
4.小红一家到某基地露营时,用火炉将质量为2 kg、初温为20 ℃的水加热到60 ℃,燃烧了100 g木炭。已知水的比热容c=4.2×103 J/(kg·
℃),求:
(1)水吸收的热量;
解析:(1)水升高的温度Δt=t-t0=60 ℃-20 ℃=40 ℃,
水吸收的热量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)若木炭放出的热量完全被水吸收,求木炭的热值。
答案:(2)3.36×106 J/kg
5.2023年5月14日,我国某公司发布消息,世界最大海上液化天然气接收站,成功实现首船卸料和管线通气,项目建成后能大幅提高香港清洁能源发电比例,对优化粤港澳大湾区能源结构具有重要意义。若首船装有天然气66 000 t,液化天然气密度为0.44×103 kg/m3,天然气的热值q天然气=4.5×107 J/kg。
(1)若首船天然气完全燃烧,放出的热量是多少
解析:(1)首船天然气完全燃烧放出的热量
Q放=mq天然气=66 000×103 kg×4.5×107 J/kg=2.97×1015 J。
答案:(1)2.97×1015 J
(2)若一户居民每月需消耗10 m3天然气,则这些天然气可供多少户居民使用一年
答案:(2)1 250户
类型二　热传递过程中热量的计算
类型解读
此类题型主要是根据物体吸、放热情况计算出物体升高(或降低)温度时,吸收(或放出)的热量,用Q=cmΔt计算,c为物体的比热容,m为物体的质量,Δt为物体温度的变化量。
6.北方的暖气大多用水作为散热介质,是因为水的比热容较　 　。有质量为50 kg的水流过暖气,温度下降2 ℃,放出的热量是　 　J。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
7.(2024扬州)选用水来冷却拖拉机的发动机,是因为水的比热容　　(选填“大”或“小”),如果水箱装有质量为20 kg的水,水温从20 ℃上升到70 ℃,水吸收了 J的热量。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
大
4.2×105
大
4.2×106
8.(2024广元)随着科技发展,人们已经开始将氢能作为一种新能源加以利用。已知氢燃料的热值为1.4×108 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/
(kg·℃)。如果一辆汽车平均每月消耗氢燃料30 kg,这些氢燃料完全燃烧释放的热量为　 　J;若这些热量完全被水吸收,可使
　 　kg水的温度从20 ℃升高到100 ℃。
4.2×109
1.25×104
9.小汽车是主要的交通工具,某品牌小汽车单缸四冲程汽油机的转速为
2 400 r/min,则1 s内汽油机对外做功　 　次。当汽车在加油站加油时,司机能闻到很浓的汽油味,是　 　现象。若汽车在某段时间内消耗了210 g汽油,则汽油完全燃烧可放出热量　 　J,这些热量能让100 kg的水温度升高　 　℃[q汽油=4.6×107 J/kg,c水=4.2×
103 J/(kg·℃),不计热量损失]。
20
扩散
9.66×106
23
10.(2024泰安)某地利用地热资源建立温泉浴池。某温泉池注入了6×
103 kg的水,初始水温为42 ℃,一段时间后水温降至30 ℃,放出的热量为Q,c水=4.2×103 J/(kg·℃),q天然气=3.2×107 J/m3。求:
(1)Q的大小;
(2)完全燃烧多少立方米的天然气放出的热量与Q的大小相等。
解析:(1)水温下降时,放出的热量
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
类型三　有关炉具加热效率的计算
类型解读
炉具加热效率的计算步骤
(1)求被加热物体吸收的热量Q吸=cmΔt,c为被加热物体的比热容,m为被加热物体的质量,Δt为被加热物体温度的变化量。
(2)求燃料完全燃烧释放的热量Q放=qm(燃料热值的单位是J/kg)或Q放=
qV(燃料热值的单位是J/m3)。
11.将质量为2 kg、初始温度为25 ℃的一壶水加热到100 ℃,需要吸收
　 　J的热量,加热过程需要燃烧0.05 m3的天然气,则天然气完全燃烧放出热量的　 　%被水吸收。[天然气的热值取4.2×107 J/m3,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]
12.某燃气热水器将20 L的水从20 ℃加热到70 ℃,完全燃烧了0.21 m3的煤气,水吸收的热量是　 　J,该燃气热水器烧水的效率是
　 　。[已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),水的密度为1.0×
103 kg/m3,煤气的热值为4×107 J/m3]
6.3×105
30
4.2×106
50%
13.(2025成都高新区期末)初冬时节,小明与家人在湖边利用如图所示的卡式炉围炉煮茶,一家人其乐融融,好不惬意。卡式炉的气罐内装有可燃性气体丁烷,在1个标准大气压下,将质量为1.15 kg、温度为20 ℃的水烧开,共消耗了质量为14 g的丁烷。已知水的比热容c水=4.2×
103 J/(kg·℃),丁烷热值q=4.6×107 J/kg。求:
(1)水吸收的热量;
解析:(1)1个标准大气压下水的沸点是100 ℃,水吸收的热量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)卡式炉的热效率。
答案:(2)60%
14.(2025泸州合江县月考)由于天气寒冷,吃早饭时妈妈要用热水给小明加热250 g瓶装牛奶,如图所示,要使这瓶牛奶的温度由10 ℃最终升高到50 ℃,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃),牛奶的比热容为 2.1×
103 J/(kg·℃),不计热量损失和奶瓶吸收的热量,求:
(1)牛奶需要吸收多少热量
解析:(1)牛奶的比热容c1=2.1×103 J/(kg·℃),牛奶的质量m1=250 g=
0.25 kg,牛奶原来的温度t01=10 ℃,牛奶后来的温度t=50 ℃,牛奶吸收的热量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)妈妈至少需要60 ℃的热水多少千克
答案:(2)0.5 kg
(3)若小明家燃气灶的热效率是25%,妈妈将质量为1 kg、温度为10 ℃的水加热到60 ℃,需消耗多少立方米燃气 (燃气的热值为4.2×107 J/m3)
答案:(3)0.02 m3
类型四　有关热机效率的计算
类型解读
热机效率的求解步骤
(1)求热机做的有用功W有用
①W有用=Fs:F为牵引力,s为汽车行驶的距离;②W有用=Pt:P为汽车发动机的功率,t是行驶时间。
(2)求燃料完全燃烧释放的热量Q总:Q总=qm。
15.(2024辽宁)汽油机在　 　冲程中将内能转化为机械能。若某汽车的汽油机在一段时间内所做的有用功为2.3×107 J,效率为25%,则该汽油机在这段时间内消耗　 　kg的汽油(汽油的热值取4.6×107 J/kg)。
做功
2
16.(2024潍坊)某建筑工地上,起重机在10 s内将质量为2.15 t的重物沿竖直方向匀速提升6 m,此过程起重机消耗柴油0.01 kg。柴油的热值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)求起重机提升重物的功率;
答案:(2)1.29×104 W
(3)若将起重机提升重物做的功与消耗的柴油完全燃烧释放的热量之比定义为其提升效率,用字母η表示,求起重机的提升效率。
答案:(3)30%
17.(2024菏泽巨野县期中)我国自主研制的某款无人驾驶汽车在某段平直公路上进行测试,汽车沿直线匀速行驶了10.8 km,已知汽车发动机的牵引力是1 000 N,发动机的效率是30%,(燃油的热值为4.5×107 J/kg)试求:
(1)汽车牵引力所做的功是多少;
解析:(1)汽车牵引力所做的功W=Fs=1 000 N×10 800 m=1.08×107 J;
答案:(1)1.08×107 J
(2)发动机消耗了多少燃油。
答案:(2)0.8 kg
答案:10.21 L
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第2章　改变世界的热机
1　热　机
早预习　新知梳理 01
一、利用内能做功
1.热机:通过燃料燃烧获取　 　能并将其转化为　 　能的装置。
2.热机中能量转化的基本过程
内
机械
内
机械
3.最早应用于工业生产的热机是 　机。1769年, 　改进、
完善了蒸汽机,才使蒸汽机广泛成为带动其他机器运转的动力装置。
蒸汽
瓦特
二、内燃机
1.活塞式内燃机
(1)工作原理:汽油、柴油等燃料与空气混合,在　 　内燃烧,生成高温高压的燃气,推动活塞　 　,而活塞通过连杆、　 　与飞轮相连,从而使活塞的移动带动飞轮转动。
(2)分类:常见的活塞式内燃机有　 　机和　 　机。
2.汽油机的工作过程
(1)冲程:活塞在往复运动中从　 　一端运动到另一端叫作一个
冲程。多数汽油机是由　 　、　 　、　 　和　 　四
个冲程的不断循环来保证连续工作的。
汽缸
做功
曲轴
汽油
柴油
汽缸
吸气
压缩
做功
排气
(2)汽油机的工作过程(如下表所示)
工作过程 图示 进气门、排气门的开、关 活塞的运动方向 作用或任务 能量的转化
吸气冲程 进气门 　, 排气门 向 从进气门吸入汽缸 无
打开
关闭
下
汽油和空气
的混合物
压缩冲程 进气门 　,排气门 　 向 燃料混合物被压缩,压强 　, 温度 机械能转化为

关闭
关闭
上
增大
升高
内能
做功冲程 进气门 　,排气门 　 向 在压缩冲程结束时, 　产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压气体推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动,对外 内能转化
为
关闭
关闭
下
火花塞
做功
机械能
排气冲程 进气门 　,排气门 　 向 把废气排出汽缸 无
关闭
打开
上
(3)一个工作循环:汽油机的一个工作循环要经历　 　个冲程,属于四冲程内燃机。它的一个工作循环中,只有第　 　个冲程燃气推动活塞做功,把　 　能转化为　 　能,其他三个冲程是靠飞轮转动的
　 　来完成的。
[注意] 单缸汽油机的工作过程可简记为“四冲二转一做功”,即经过四个冲程,曲轴转两周,做功一次。
四
三
内
机械
能量
探究点一　正确理解热机的工作原理
探重难　以练代讲 02
典例1 教材素材改编题　 在如图所示的“小小热机”中:
(1)酒精燃烧时,　 　能转化为　 　能。
(2)水蒸气由橡胶塞小孔喷出,形成气流,驱动
小叶轮转动, 　能转化为叶轮的　 　能。
化学
内
内
机械
变式1 (2024济南莱芜区模拟)如图所示的实验展示了人类利用内能的过程,加热使水沸腾,盖在试管口上的塞子会受到水蒸气的压力而冲出,利用该原理制成了热机,其能量转化是　 　(填能的转化);在此过程中的具体的能量转化过程是　 　。
A.内能→化学能→机械能
B.化学能→内能→机械能
C.化学能→机械能→内能
D.化学能→机械能→化学能
内能转化为机械能
B
探究点二　汽油机的工作过程
典例2 (2024镇江)下列汽油机工作的四个冲程中,做功冲程是( )
C
方法技巧
汽油机四冲程的判断
四冲程,你来记,一开向下是吸气;
四冲程,你记着,二关向上是压缩;
四冲程,你记清,二关向下是做功;
做完功,成废气,一开向上排废气。
变式2 (2025成都郫都区期末)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:燃气推动活塞做功
D.排气冲程:内能转化为机械能
C
探究点三　汽油机和柴油机的异同
典例3 (2024武汉模拟)如图所示,甲是汽油机某个冲程的工作示意图,乙是柴油机某个冲程的工作示意图。下列说法正确的是( )
A.甲是汽油机的压缩冲程,此时进气门和排气门均关闭
B.甲是汽油机的做功冲程,汽缸顶部的火花塞产生电火花
C.乙是柴油机的吸气冲程,吸进汽缸的是空气和柴油的混合物
D.乙是柴油机的排气冲程,此时汽缸顶部的
喷油嘴正在喷油
B
甲　　 　 乙
易错警示
汽油机和柴油机的比较
项目 汽油机 柴油机
构造 有火花塞
有喷油嘴
易错警示
吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小(机械能转化为内能) 压缩程度较大(机械能转化为内能)
燃料 汽油 柴油
做功冲程 点燃式 压燃式
排气冲程 排出废气 排出废气
效率 效率低 效率高
应用 机体轻便,主要用于小型汽车、摩托车、飞机等 机体笨重,主要用于载重汽车、轮船等
变式3 (2024临沂)2024年4月20日,我国研制的全球首款本体热效率达53.09%的柴油机正式亮相世界内燃机大会,刷新了柴油机热效率的世界纪录。如图所示内燃机的四个冲程,汽缸内气体的内能最小的是( )
D(共10张PPT)
第2章 改变世界的热机 章末知识复习
建体系　思维导图 01
①　 　　②　 　　③　 　　④　 　　⑤　 　.
⑥　 　　⑦　 　
内能
机械能
柴油机
内
机械
有用
命题点一　内燃机的原理
联教材　图说物理 02
1.如图所示,在透明塑料盒上钻一个小孔,把电子式火花发生器的放电针插进孔中,打开盒盖,在盒中滴入几滴酒精,再将盒盖盖好,然后按下火花发生器的按钮,会观察到塑料盒盖被　 　。其实,酒精与空气混合,遇到电火花后　 　,气体的　 　能转化为盒盖的　 　能。
弹出
剧烈燃烧
内
机械
命题点二　汽油机工作的四个冲程
2.汽油机有吸气、压缩、做功和排气四个冲程。进气门打开则为
　 冲程,如图　 　所示;排气门打开则为　 　冲程,如图　 　所示;两个气门都关闭,若活塞向上运动,则为　 　冲程,如图　 　所示;两个气门都关闭,若活塞向下运动,则为做功冲程,如图　 　所示。
吸气
甲
排气
丁
压缩
乙
丙
串重难　逐点突破 03
知识点一　汽油机的工作过程及能量转化
例1 如图是四冲程汽油机的工作循环示意图,下列说法中错误的是( )
A.汽油机在吸气冲程中吸进汽缸的是汽油和空气的混合物
B.吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程的四个图的排序是:丁、甲、丙、乙
C.丙图是做功冲程,发生的能量转化是把内能转化为机械能
D.若飞轮每分钟转3 000转,则每秒对外
做功50次
D
1.如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,棉花会立即燃烧,下压过程中活塞对筒内空气　 　,空气的　 　能增大,该能量转化过程与汽油机的　 　冲程相同。
针对训练
做功
内
压缩
知识点二　热量、热机效率的综合计算
例2 (2025武侯区棕北中学月考)已知某型号的载重车在一段平直的高速公路上匀速行驶8 min,消耗燃油3 L(假设燃油完全燃烧)。汽车发动机在这段时间内的功率为63 kW,若燃油的密度是0.8×103 kg/m3,热值是3.15×107 J/kg。求:
(1)汽车发动机所做的功;
答案:(1)3.024×107 J
(2)汽车发动机的效率。
答案:(2)40%
2.(2025锦江区嘉祥外国语学校月考)某物理兴趣小组的同学用天然气灶给10 kg的水加热,同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像。若在6 min内完全燃烧了0.2 kg的天然气,[c水=4.2×103 J/
(kg·℃),天然气的热值q=7×107 J/kg]求:
针对训练
(1)经过6 min时间加热,水所吸收的热量;
(2)天然气灶烧水时的热效率。
解析:(1)水的质量m水=10 kg,由题图知,加热前水的温度t0=20 ℃,加热
6 min后水的温度t=80 ℃,水吸收的热量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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