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第十四章 内能的利用
14.1热机
教学目标
1、知道热机及其工作原理
2、掌握汽油机的四个冲程
重点：汽油机的四个冲程及其中的能量转化
难点：汽油机的四个冲程及其中的能量转化
引言：我们学过了内能，接下来学习内能的利用，在之前的例子中我们已经接触过了简单的热机，打气使空气内能增加，空气膨胀对外做功，将塞子冲出，内能转化为机械能。
燃料燃烧时热量传递给水和水蒸气;塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。
热机
1、热机：能把内能转化为机械能的机器
有蒸汽机，内燃机，汽轮机，喷气发动机等
2、工作原理：能量的转化过程
化学能— -- -- - >内能---- - --->机械能
3、内燃机：燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机
按燃料不同：汽油机，柴油机
二、汽油机
1、构造：
2、工作原理：
3、注意：
1）一个工作循环：包括四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次（14221）
做功冲程对外做功，其他四个冲程靠飞轮惯性完成。
2）一个工作循环中的构件状态
冲程 进气门 活塞 排气门 能量转化
吸气冲程 开 向下 关 无
压缩冲程 关 向上 关 机械能->内能
做功冲程 关 向下 关 内能->机械能
排气冲程 关 向上 开 无
三、柴油机
1、构造:
2、工作原理：与汽油机类似
3、两者的区别：
燃料 构造 吸入气体 点火方式 适用范围
汽油机 汽油 火花塞 空气与燃料混合物 点燃式 （轻巧）小汽车，低速飞机，轻型机械
柴油机 柴油 喷油嘴 空气 压燃式 （笨重，输出功率比较大）载重汽车，火车轮船，拖拉机等
【例题1】下列所示的工具工作过程中使用热机的是（　 　）
【例题2】如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是（　 　）
A．甲乙丙丁 B．乙丙甲丁 C．丁丙乙甲 D．丁甲丙乙
【例题3】一台四冲程内燃机转速为600r/min，则（ ）
A. 每分钟内做功l00次，共有400个冲程 B. 每分钟内做功200次，共有200个冲程
C. 每秒内做功20次，共有l0个冲程 D. 每秒内做功5次，共有20个冲程
【例题4】如图甲所示，烧瓶内盛少量水，然后用气筒给瓶内打气，当瓶塞跳起来时，看到瓶内出现白雾。如图乙所示，给试管里的水加热，水沸腾后，瓶塞被迅速冲出试管口且试管口出现“白气”。根据实验现象判断，下列说法中错误的是( )
甲 乙
A．甲图中打气过程的能量转化与热机压缩冲程能量转化相同
B．乙图中水蒸气推动瓶塞过程的能量转化与热机做功冲程的能量转化相同
C．甲图瓶中的白雾和乙图试管口“白气”是都是水蒸气液化形成的
D．甲图当瓶塞跳出时气体的内能减小，乙图瓶塞冲出试管口的过程中，试管内的气体的温度升高内能增大。
【例题5】下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（　　）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能
C．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
D．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
【课上练习】
1. 左图是内燃机的某个冲程。右边四图情况与该冲程能量的转化方式一致的是（ ）
2. 如图，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是（　 　）
A．压缩冲程，机械能转化为内能
B．压缩冲程，内能转化为机械能
C．做功冲程，机械能转化为内能
D．做功冲程，内能转化为机械能
3. 下图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是:（ ）
A．这四个冲程的正确顺序是乙→甲→丁→丙 B．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁
C．甲冲程中内能转化为机械能 D．丁冲程中内能转化为化学能
4. 如下图a、b、c、d是单缸内燃机一个工作循环有四个冲程，该内燃机工作时飞轮转速为1 800 r/min，图e、f是演示实验图。以下说法正确的是（　 　）
A．图a所示的冲程中能量转化和图f所示实验一样
B．图b是压缩冲程，和图e实验中的能量转化相同
C．该内燃机一个工作循环有四个冲程正确的顺序是a、b、c、d
D．该内燃机每秒共经历60个冲程
5.如图所示，在试管内装些水用橡胶塞塞信，用酒精灯对水加热，一段时间后，观察
到橡胶塞突然被推出。在此过程中，燃料燃烧放出热量，通过 的方式
使水的内能增加；试管内的水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的 能转化为橡胶塞的机械能。
这个实验展示了 机的基本工作原理。这一过程中的能量转化情况与四冲程汽油机
的 冲程相似。选填“吸气”、“压缩”、“做功”或“排气”）。
6、某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在 1s 内，汽油机完成了 个冲程， 对外做功 次。
【课后作业】
1、下图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，下列说法正确的是（ ）
　 甲 乙 丙 丁
A．这四个冲程的正确顺序是丁→乙→甲→丙
B．存在着化学能转化为内能的过程是乙冲程
C．存在着内能转化为机械能的过程是甲冲程
D．内燃机获得动力的是丙冲程
2、内燃机中，将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
3.下图所示的某单缸四冲程汽油机说法正确的是（ ）
A.飞轮惯性完成冲程的是甲、乙、丁
B.四冲程内燃机在一个工作循环中工作过程依次是丁丙甲乙
C.飞轮转速3000转/min，则该汽油机1s钟能做功25次
D.丙图中气缸内气体温度会上升
4.关于汽油机的四个冲程图，下列有关说法正确的是（ ）
甲 乙 丙 丁
A.甲图是压缩冲程，将内能转化为机械能
B.乙图是排气冲程，废气带走了大部分的能量
C.丙图时做功冲程，当转速是1800r/min时，1秒钟完成了这个冲程30个
D.丁图是吸气冲程，吸入的成分只有空气
5.热机是将 转化成 能的机器，热机一个工作循环由 __ _ 个冲程组成，
转速为2400r/min的四冲程单缸内燃机在1s内活塞对外做功 _ __ 次，若每次做功735J，该内燃机的功率为
W．

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