12.4 机械能与内能的相互转化
第1课时 机械能与内能的相互转化
知识梳理
1. 改变物体内能有________和________两种方式,它们在改变物体内能上是________的.
2. 做功改变物体内能的实质是_____________________________________.
3. 热机是将________能转化为________能的装置.汽油机的活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫______________.
4. 汽油机的一个工作循环分为________个冲程,分别为____________、 _________、____________、____________,其中将内能转化为机械能的冲程是____________,将机械能转化为内能的冲程是____________.
5. 汽油机的一个工作循环,曲轴旋转________圈,做功________次.
课堂作业
1. 如图所示,将手中的铁丝在同一位置处快速地弯折十余次,用手指触摸
一下被弯折的部位,会感觉到弯折部位的温度升高,这是通过________
改变物体的内能,上述过程中________能转化成________能,其能量转
化与汽油机________冲程的能量转化相同.
2. 如图所示,取一只透明胶卷盒,底部钻一小孔,刚好能将电子式火花发
生器的放电针管紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒中滴入数滴酒精,
再将盒盖盖紧,然后揿动电火花发生器的按钮.
(1) 实验中,你将观察到的现象是_______________________________.
(2) 影响实验成败的原因可能有许多,请你写出其中的一点:________
_______________________________________.
(3) 在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气的________能减少,
转化为盒盖的________能.
(4) 此过程相当于汽油机的________冲程.
3. 如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中图________是将内能转化为机械能的冲程.现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2 400 r/min,这台汽油机每秒钟内完成________个冲程,对外做________次功.
火柴头在火柴盒上轻轻划过就能擦燃,从能量转化的角度讲,是将______能转化为
________能,这是通过________的方式实现的.火柴头也可以用火点燃,
这是用________的方式实现的.
5. 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部,放入一小团干燥的棉花,
用力将活塞迅速下压,玻璃筒内的空气温度升高,空气的内能_______
(增加/减少),空气的内能是通过________方式改变的;筒内的棉花由
于温度升高到着火点而燃烧,棉花的内能是通过________方式改变的.
汽油机的四个冲程中,吸气冲程吸入汽缸的物质是___________,压缩冲程
将________能转化为________能.进气门和排气门都关闭,活塞远离火花塞的是________冲程.
7. 如图所示是汽油机工作时的________冲程,当活塞下降时,汽缸中气体
的内能________(增加/减少),这是通过________的方式使汽缸内气体内
能发生改变的.如果汽油机飞轮转速为3 000 r/min,那么,1 s内完成
________个冲程,活塞往复________次,完成________个工作循环,燃
气推动活塞做功________次
8. 下列现象中,属于内能转化为机械能的是( )
A. 冬天,在阳光下感到暖和 B. 干木柴燃烧发出光和热
C. 火药的燃气把子弹从枪膛发射出去 D. 锯子锯木头,锯条会变热
9. (2019·烟台)关于温度、热量和内能,下列说法正确的是( )
A. 物体的内能增加,温度一定升高 B. 物体温度升高,一定吸收了热量
C. 物体温度降低,内能一定减少 D. 物体吸收了热量,温度一定升高
10. 汽油机在压缩冲程中,汽缸中空气的温度、内能和体积的变化情况是( )
A. 温度升高,内能增加,体积减小
B. 温度升高,内能增加,体积增大
C. 温度降低,内能减少,体积减小
D. 温度降低,内能减少,体积增大
11. (1) 如图甲所示,用活塞式打气筒为自行车轮胎打气的过程中会发现气
筒的上部筒壁只是略有发热,而气筒下部的筒壁,特别是筒壁底部
附近的温度较高,甚至烫手.导致筒壁发热有两种解释:① 打气
时活塞压缩气体做动,使气体的内能________,升温的气体通过
________使筒壁温度________;② 打气时活塞与筒壁之间不断地
________,使筒壁的内能增加、温度________.根据上述筒壁发热
现象的描述,解释________比较合理.
(2) 如图乙所示,在密封的汽缸A中有压缩空气,B是一种被销钉K锁住
的活塞,C是一个温度计.若活塞与汽缸壁间没有摩擦,当把销钉
拔出后,完成下列问题:
① 活塞将向________运动.
② 温度计的示数将________.
③ 该实验说明气体膨胀推动活塞对外做功时,________减少,温
度降低.
12. 单缸四冲程汽油机的汽缸活塞面积为30 cm2,一个冲程活塞在汽缸中移
动的距离是50 mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105
Pa,飞轮1 min转动1 800 r.当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求:
(1) 燃气对活塞的平均压力.
(2) 一个做功冲程中燃气对活塞做的功.
(3) 该汽油机的功率.