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第二单元
物态变化与内能
物理中考复习
2024
第10讲
热机　
能量守恒定律
知识构建与应用
—、热机
1.热机：利用______做功的机械。能量转化：内能转化为______能。热机分为：蒸汽机、内燃机、汽轮机、____________等。
2.内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。可分为_______和_______。
3.内燃机的一个工作循环包括：
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、
排气冲程，如图所示。
内能
机械
第10讲 热机　能量守恒定律
喷气发动机
汽油机
柴油机
知识构建与应用
4.相同点：(1)构造几乎相同。(2)压缩冲程中将______能转化为内能；
做功冲程中将____能转化为______能，输出动力。(3)一个工作循环包含四个冲程，活塞往复两次，飞轮转____圈。
5.不同点：(1)结构：汽油机气缸顶部有火花塞，柴油机有________；(2)吸入气缸的物质：汽油机为_____________________，柴油机为柴油；(3)点火方式：汽油机为点燃式，柴油机为________；(4)效率不同：汽油机约20%~30%，柴油机30%~45%；(5)汽油机轻巧、力小，柴油机笨重、力大。
机械
内
第10讲 热机　能量守恒定律
机械
2
喷油嘴
汽油与空气的混合物
压燃式
知识构建与应用
【例1】(2022·郴州)水壶内的水沸腾时壶盖被水蒸气顶起，此过程
中能量转化关系与内燃机工作的哪个冲程相同 ( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
第10讲 热机　能量守恒定律
C
知识构建与应用
【变式1】(2022·泰安)如图所示，用酒精灯给试管中的水加热，水
温上升，直至沸腾一段时间后，会看到试管口的橡皮塞冲出去。下列描述中正确的是 ( )
A.试管中的水在升温过程中是通过做功的方式增加内能的
B.试管中的水沸腾时吸收的热量，来源于酒精的化学能
C.水蒸气对橡皮塞做功，水蒸气的内能增加
D.水蒸气对橡皮塞做功，其能量转化与柴油机压缩冲程的能量转化
相同
第10讲 热机　能量守恒定律
C
知识构建与应用
【例2】(2023·广东)如图为四冲程汽油机工作过程中的某冲程示意
图，该冲程为 ( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
第10讲 热机　能量守恒定律
A
知识构建与应用
【变式2】发动机是汽车的核心部件，某汽车发动机是以92号汽油为
燃料的内燃机，其一个工作循环的四个冲程如图所示，图中四个冲程正确的顺序是 ( )
A.甲乙丁丙
B.乙甲丁丙
C.乙甲丙丁
D.甲丁乙丙
第10讲 热机　能量守恒定律
B
知识构建与应用
【变式3】下列关于热机的说法正确的是 ( )
A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸
C.汽油机不但轻巧，而且效率高
D.汽油机和柴油机除了做功冲程，其他冲程都是依靠飞轮的惯性完
成
第10讲 热机　能量守恒定律
D
知识构建与应用
【例3】一单缸四冲程汽油机的飞轮转速为600r/min，对外做功一
次约为1500J。这台汽油机每分钟完成做功冲程______次，其功率为______W。
300
第10讲 热机　能量守恒定律
7500
知识构建与应用
【变式4】(2022·张家界改编)一单缸四冲程汽油机活塞每秒内对外
做功30次，则该汽油机的飞轮转速是_______r/min。
第10讲 热机　能量守恒定律
3600
知识构建与应用
【例4】(2023·随州)汽车是现代生活中最常见的一种交通工具，如图甲、
乙分别是某汽油机的某冲程及能量流向图。下列有关说法正确的是 ( )
A.甲图所示是做功冲程，活塞对气缸
内的气体做功，气体的温度升高
B.由乙图可知该汽油机的效率是30%
C.汽车尾气中的“汽油味”越浓燃料
燃烧得越不充分，这会降低燃料的热值
D.为节能冬天汽车都会利用尾气中的余热给车内供暖，该举措提高了能源
的利用率
第10讲 热机　能量守恒定律
D
知识构建与应用
【变式5】下列提高热机效率的方法中，不可行的是 ( )
A.更换热值更高的燃料
B.尽量使燃料充分燃烧
C.尽量减小各种热损失
D.尽量充分润滑
第10讲 热机　能量守恒定律
A
知识构建与应用
二、热机的效率
1.定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2.公式：η=。
3.热机的效率通常很低的原因：燃料没有充分燃烧；能量损失大。提高热机效率的方法：使燃料与空气充分接触；使燃料充分燃烧；充分利用废气带走的热量；减少机械间的摩擦。
第10讲 热机　能量守恒定律
知识构建与应用
【例5】(2022·云南)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、
挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，在此过程中，求：[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q煤=
3×107J/kg]
(1)水吸收的热量。
(2)采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量。
(3)需要完全燃烧煤的质量。
第10讲 热机　能量守恒定律
知识构建与应用
【例5】(2022·云南)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、
挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，在此过程中，求：[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q煤=
3×107J/kg]
(1)水吸收的热量。
【解】(1)已知m水=2.5kg，c水=4.2×103J/(kg·℃)，Δt=80℃，则：
Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×2.5kg×80℃=8.4×105J。
第10讲 热机　能量守恒定律
知识构建与应用
【例5】(2022·云南)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、
挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，在此过程中，求：[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q煤=
3×107J/kg]
(2)采用煤炉加热，煤炉加热水的效率为10%，煤燃烧放出的热量。
第10讲 热机　能量守恒定律
(2)已知η=10%，Q吸=8.4×105J，由η=Q吸/Q放得：
Q放=Q吸/η=(8.4×105J)÷10%=8.4×106J。
知识构建与应用
【例5】(2022·云南)顺口溜“五月五、过端午、蒸粽子、吃包子、
挂菖蒲、佩香囊、赛龙舟”，生动地呈现了某地端午文化习俗。蒸粽子是利用水沸腾产生的蒸气进行加热。若将2.5kg的水加热到沸腾，水温升高了80℃，在此过程中，求：[c水=4.2×103J/(kg·℃)，q煤=
3×107J/kg]
(3)需要完全燃烧煤的质量。
第10讲 热机　能量守恒定律
(3)已知q煤=3×107J/kg，Q放=8.4×106J，由Q=mq得：
m煤=Q放/q煤=(8.4×106)J÷(3×107J/kg)=0.28kg。
知识构建与应用
【例6】(2022·益阳)为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了
燃气汽车。一辆出租车气罐中充有10kg的压缩天然气，若该燃气汽车的效率为30%，出租车水平匀速行驶过程中受到的平均阻力为1000N；已知q天然气=4.4×107J/kg。求：
(1)出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q。
(2)气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s。
第10讲 热机　能量守恒定律
知识构建与应用
【例6】(2022·益阳)为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了
燃气汽车。一辆出租车气罐中充有10kg的压缩天然气，若该燃气汽车的效率为30%，出租车水平匀速行驶过程中受到的平均阻力为1000N；已知q天然气=4.4×107J/kg。求：
(1)出租车气罐中的天然气完全燃烧后产生的热量Q。
【解】(1)天然气完全燃烧后产生的热量：Q=mq=10kg×4.4×107J/kg=4.4×108J。
第10讲 热机　能量守恒定律
知识构建与应用
【例6】(2022·益阳)为了实现节能减排，我市很多出租车都换成了
燃气汽车。一辆出租车气罐中充有10kg的压缩天然气，若该燃气汽车的效率为30%，出租车水平匀速行驶过程中受到的平均阻力为1000N；已知q天然气=4.4×107J/kg。求：
(2)气罐中天然气完全燃烧后出租车能匀速行驶的路程s。
第10讲 热机　能量守恒定律
(2)依据η=，用来做有用功的能量：W有用=Q有用=ηQ放=30%×
4.4×108J=1.32×108J。匀速行驶时，F牵引力=F阻力，由于W=Fs，
故s===1.32×105m。
知识构建与应用
三、能量守恒定律
1.内容：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持______。
2.能量守恒定律预示：________不能实现。
3.能量的转化和转移具有________。
不变
第10讲 热机　能量守恒定律
永动机
方向性
知识构建与应用
【例7】下列对能量转化的描述不正确的是 ( )
A.蓄电池充电：电能→化学能
B.发电机工作：电能→机械能
C.萤火虫发光：生物质能→光能
D.内燃机工作：化学能→内能→机械能
第10讲 热机　能量守恒定律
B
知识构建与应用
【变式6】我国在能源的合理开发与利用方面，取得了瞩目的成就。
2023年4月12日，中国“人造太阳”可控核聚变装置成功运行403s，该装置是为了开发利用____能；电动汽车越来越普及，许多电动汽车安装了能量回收装置，其中一种能量回收方式是踩下制动踏板时，将______能转化为电能，再将电能转化为______能储存在蓄电池里；植物的光合作用是将太阳能转化为______能。
核
机械
第10讲 热机　能量守恒定律
化学
化学
综合实践与探究
【例8】下图为核电站发电流程图。在核电站发电过程中，能量转化
的先后顺序是 ( )
A.核能→化学能→机械能→电能
B.核能→机械能→内能→电能
C.核能→内能→机械能→电能
D.核能→内能→化学能→电能
第10讲 热机　能量守恒定律
C
综合实践与探究
【例9】下图是汽油机的能量流向图。对照此图，下列说法不正确的
是 ( )
A.废气的排放所占的比例最大，减少该部分
能量损失是提高热机效率的有效手段
B.冷却水能量的二次利用可以提高能量的利用率
C.该汽油机工作时汽油没有完全燃烧
D.该汽油机的效率为30%
第10讲 热机　能量守恒定律
D
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