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热机
热机
内燃机及其工作原理：
将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。
(1)汽油机和柴油机都是一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。
(2)一个工作循环中 曲轴和飞轮转2圈，对外做一次功，有四个冲程。
(3)压缩‘冲程是对气体压缩做功，气体内能增加，这时机械能转化为内能。
(4)做功冲程是气体对外做功，内能减少，这时内能转化为机械能。
(5)热机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性完成。
(6)汽油机和柴油机的不同处
项目 构造 吸入气缸的物质 点燃方式 效率
汽油机 气缸顶部有一个火花塞 空气和汽油混合物 点燃式 效率较低
柴油机 气缸顶部有一个喷油嘴 空气 压燃式 效率较高
2、燃料的热值
(1)燃料燃烧过程中的能量转化：目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能，燃料燃烧时释放出大量的热量。燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。
（2)燃料的热值
①定义：lkg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。
②热值的单位J/kg，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用J/m3，读作焦耳每立方米。
③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特性。不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。
(3)在学习热值的概念时，应注意以下几点：
①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。
②强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。
③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特性与燃料的种类有关。
④燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量m的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qm，式中，q表示燃料的热值，单位是J/kg； m表示燃料的质量，单位是kg；Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。
若燃料是气体燃料，一定体积V的燃料完全燃烧，所放出的热量为：Q=qV。式中，q表示燃料的热值，单位是J/m3；V表示燃料的体积，单位是m3；Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。
类型一 热机
例1、下列部件中,摩托车没有的是(　　)
A. 汽缸 B. 排气门 C. 活塞 D. 喷油嘴
练1.1、下列有关热机的说法中不正确的是(　　)
A. 热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能的过程
B. 为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性
C. 可以采用增大热机功率的方法来增大热机的效率
D. 热机的大量使用会造成环境污染
练1.2、在汽油机压缩冲程中,汽缸内气体的(　　)
A. 温度降低 B. 密度变小 C. 热量增多 D. 内能增加
例2、汽油机工作的四个冲程为吸气冲程、压缩冲程做功冲程、排气冲程．如图所示为 冲程
练2.1、如图为四冲程汽油机工作过程中某冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是（ ）
A．此冲程为吸气冲程，内能转化为机械能
B．此冲程为压缩冲程，机械能转化为内能
C．此冲程为做功冲程，内能转化为机械能
D．此冲程为排气冲程，机械能转化为内能
类型二 热值
例3、关于燃料的热值,下列说法正确的是(　　)
A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B. 容易燃烧的燃料的热值一定大
C. 煤的热值比干木柴的大,煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D. 0.5 kg煤油和1.5 kg煤油的热值一样大
练3.1、一杯酒精烧掉一半以后,剩下的酒精 (　　)
A. 热值与比热容都减半 B. 热值与比热容都不变
C. 热值不变,比热容减半 D. 热值减半,比热容不变
练3.2、少数不法商人把一种黑色石头掺在优质煤中高价出售。客户为了不上当受骗,辨别煤中是否掺杂的最恰当的方法是检测下面哪一个物理量(　　)
A. 质量 B. 温度 C. 热值 D. 比热容
例4、已知天然气的热值为4.0×107J/m3,完全燃烧2.1m3的天然气可以获得　　　　J的热量,不计热量损失,这些热量可以使500kg的水,温度升高　　　　℃.[c水=4.2×103J/(kg·℃)].
练4.1、一个成年人参加一次长跑,身体消耗的能量为6.6×106J,这些能量要完全燃烧0.55kg的干木柴才能得到,则干木柴的热值为　　　　　　;如果用掉一半,干木柴的热值将变为　　　　　　.
巩固练习
1.在内燃机工作的过程中，四个冲程中发生内能转化为机械能的冲程是( )
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
2．关于燃料和热值，以下说法正确的是（ ）
A，燃料热值与燃料的质量无关
B．容易燃烧的燃料，热值一定大
C．煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多
D．为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
3．家用热水器有用天然气为燃料给水加热的，已知天然气的热值为4.0x107m ，完全燃烧2.1m 的天然气可以获得 J的热量。
4.如图所示，是汽油机的一个工作循环的四个冲程的示意图。其中，在火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，从而产生高温、高压的气体的前一个冲程是（ ）
A B C D
5.一台柴油机飞轮的转速为 2400r／min，则在1s内，柴油机完成 个冲程；对外做功的次数是 。
6.（多选）柴油机与汽油机相比，不同之处有（ ）
A、点火方式
B、吸进气缸的物质
C、压缩冲程气缸内的最大压强
D、压缩冲程的能量转化方式
7.如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在 冲程； 为了降低汽油机汽缸的温度，汽缸外有一个水箱，使汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸内能的。
答案
类型一
例1、【答案】D【解析】摩托车的发动机为汽油发动机，汽油发动机没有喷油嘴。
练1.1【答案】C【解析】热机的功能就是将燃料燃烧获得的内能转化成机械能;为了防止热机过热,通常用水来降温,是利用水的比热容大的特性;用来做有用功的能量和燃料完全燃烧放出的热量的比值叫热机效率,增大热机功率不能增大热机的效率;热机主要使用的就是化石能源,现在大气污染的主要来源就是滥用化石能源,A、B、D选项正确.故选C.
练1.2【答案】D【解析】压缩冲程可以将机械能转化为内能.热量是一个过程量,不能用“含有”来表示,只能用“吸收”和“放出”来表示.
压缩
练2.1、B
类型二
例3【答案】D【解析】燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的燃烧情况、是否容易燃烧、燃料的质量无关;燃料燃烧放出的热量与是否完全燃烧、燃料的热值和质量都有关,因此热值大的燃料燃烧不一定放出的热量多。故选D。
练3.1【答案】B【解析】热值是燃料的固有性质，只与燃料的种类有关，比热容也是物质的一种性质，也只与物质的种类有关，当一杯酒精烧掉一半以后，剩下的酒精的热值和比热容都不变，所以选项A、C、D的说法错误，B正确。
练3.2【答案】C【解析】热值表示的是当燃料完全燃烧时，放热本领大小的物理量。对于不同的燃料，当燃烧的质量完全相同时，放出的热量会不同，因此在煤中掺入矸石后,在燃烧过程中放出的热量会大大减少,故可通过热值来判断。
例4【答案】8.4×107;40
练4.1答案】1.2×107J/kg;1.2×107J/kg
巩固练习
C
A
8.4×107
D
80 20
ABC
压缩 热传递

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