(共21张PPT)
2.1 热 机
知识点一 利用内能做功
1. 热机
（1）定义：热机是通过燃料燃烧获取 并将其转化为
的装置。
（2）热机工作时的能量转化：
（3）世界上最早的热机是 。
内能
机械
能
内
机械
蒸汽机
【教材观察】热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置。为了探究这一定义，按教材中那样设计模拟实验，如图所示，在桌面上点燃酒精灯，然后加热一支装有水的瓶口用带小孔胶塞塞住的锥形瓶，在小孔上方放一个纸做的小叶轮，直到将水加热至沸腾。
（1）你将观察到 。
小孔附近有大量“白气”，小叶轮转动起来
（2）在这个实验中，酒精燃烧将 能转化为 能，水蒸气
将 能转化为 能，使小叶轮转动起来。
化学
内
内
机械
知识点二 内燃机
1. 活塞式内燃机：工作时燃料在 内燃烧，产生的燃气直接推
动活塞 的热机。
2. 分类：常见的活塞式内燃机有 和 。
汽缸
做功
汽油机
柴油机
知识点三 汽油机的工作过程
1. 四个冲程
四冲程内燃机的每个工作循环包括： 冲程、 冲
程、 冲程、 冲程。
（1）吸气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 运
动， 从进气门吸入汽缸。
吸气
压缩
做功
排气
打开
关闭
下
汽油和空气的混合物
（2）压缩冲程：进气门和排气门都 ，活塞向 运动，燃
料混合物被压缩，压强 ，温度 。
（3）做功冲程： 产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温
高压的气体，推动活塞向 运动，对外做功。
（4）排气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 运
动，把废气排出汽缸。
注：在一个工作循环中，汽缸内的活塞往复各运动 次，曲轴转
动 周。四个冲程中只有做功冲程利用燃气对外做功，其他三个冲
程都是靠飞轮转动的 来完成的。
关闭
上
增大
升高
火花塞
下
关闭
打开
上
2
2
惯性
2. 能量转化
一个工作循环有两次能量转化，即在压缩冲程中， 能转化
为 能；在做功冲程中， 能转化为 能。
3. 汽油机和柴油机的比较（补充）：
汽油机 柴油机
构造 火花塞 喷油嘴
进气方式 吸入汽油和空气混合物 吸入空气
点火方式 点燃式 压燃式
优点 轻便 便宜、功率大、效率高
机械
内
内
机械
如图所示是汽油机的四个冲程，则下列说法中正确的是（ B ）
A. 甲、乙、丙三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
B. 乙冲程是汽车获得动力的冲程
C. 丙是排气冲程
D. 丁冲程是把内能转化为机械能
B
甲 乙 丙 丁
一台汽油机飞轮的转速为2400 r/min，则在1 s内，汽油机完
成 个冲程，对外做功的次数是 。
80
20
同步变式拓展
1. 如图1为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到起飞速度，如图2为四冲程汽油机的工作示意图。下列判断不正确的是（ C ）
C
（第1题）
A. 图1中汽缸内的蒸汽体积膨胀，从而推动活塞使舰载机获得牵引力
B. 汽缸内的蒸汽推动活塞时，内能减小
C. 从能量转化角度讲，蒸汽弹射装置工作时与图2甲所示的原理相似
D. 汽油机一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁
2. 【教材改编】如图所示是我国传统的“走马灯”。点燃底部蜡烛，
热空气上升驱动扇叶转动，观众可以看到纸片小人的影子运动起来。在
热空气上升驱动扇叶转动的过程中，能量的转化方式是 转化为
机械能，这与四冲程汽油机的 冲程相同。
（第2题）
内能
做功
3. 一台四冲程汽油机的转速为3000 r/min，则4 s内活塞往复 次，曲轴转动 周，对外做功 .次，完成 个冲程。
200
200
100
400
请同学们完成《作业本》第20～21页的练习。
1.人类最早发明的热机是( )
A.蒸汽机 B.内燃机
C.喷气发动机 D.火箭发动机
2.(2024·镇江)下列汽油机工作的四个冲程中,做功冲程是( )
A
A
3.下列有关热机的说法中正确的是( )
A.热机都是使用汽油做燃料
B.热机是通过燃料燃烧将机械能转化为内能
C.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
D.热机的燃料燃烧越充分,其热值越大
易错点:不能辨别汽油机与柴油机
4.下面关于汽油机与柴油机的说法中,错误的是 ( )
A.柴油机与汽油机除使用的燃料不同外,在构造上完全相同
B.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞
C.汽油机与柴油机使用的燃料不同
D.柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火
C
A
5.(2024·广元)1883年人类发明了汽油机。一台四冲程汽油机的一个冲程中,火花塞点火,燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体推动活塞对外做功,则该冲程( )
A.是压缩冲程
B.气体对外做功,内能转化为机械能
C.活塞依靠飞轮的惯性而运动
D.气体对外做功,气体的内能增加
B
6.如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法错误的是( )
A.一个工作循环的正确顺序是:丙、甲、乙、丁
B.甲、丙、丁图是靠飞轮转动的惯性完成的冲程
C.甲图是对外输出动力的冲程
D.乙图冲程将内能转化为机械能
C
7.内能有不同的用途,图甲和图乙的共同之处在于都是通过燃烧酒精获得内能,不同之处在于图甲中的水获得的内能用来对试管中的海波 ,图乙中的水获得的内能变为水蒸气用来对木塞 。
加热
做功
8.如图所示是世界上早期的蒸汽汽车模型。燃料燃烧使水温升高,水的 能增加,再转化为汽车的 能,使汽车前进。
内
机械
9.如图所示,图A、B、C、D是四冲程汽油机的工作示意图,图E、F是演示实验的示意图。则C图是 冲程,与它原理相同的是 (选填“E”或“F”)图所示的演示实验。
做功
F
10.如图是我国古代发明的取火器模型图,把推杆迅速推入牛角套筒时,套筒内空气被压缩,推杆前端的艾绒立刻燃烧起来,此过程中机械能转化为 能,内燃机工作的 冲程原理与该过程相同。
内
压缩
11.(2025·成都邛崃期末)喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶进行了如下游戏探究:瓶中留有少量水,盖上瓶盖(如图甲);扭转瓶身(如图乙);拧松瓶盖(如图丙),瓶盖被瓶内的气体冲出,同时瓶口出现白雾(如图丁)。图乙和图丁所示的过程,分别与四冲程内燃机两个冲程类似,下列说法正确的是( )
A.图乙相当于压缩冲程,将内能转化为机械能
B.图丁相当于排气冲程,将机械能转化为内能
C.图乙相当于做功冲程,将机械能转化为内能
D.图丁相当于做功冲程,将内能转化为机械能
D
12.如图所示是四冲程汽油机做功冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动,在活塞向下运动的过程中,下列关于汽缸内气体变化的表述错误的是( )
A.内能减小 B.分子热运动加快
C.密度减小 D.温度降低
B
13.(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
14.(2025·巴中巴州区期末)一个单缸四冲程内燃机的转速为3 000 r/min,则每秒对外做功 次,每秒完成了 个冲程,其中一个工作循环中 冲程不是靠飞轮惯性完成的。
25
100
做功
15.某单缸四冲程汽油机的汽缸活塞横截面积为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运转1800周。求:
(1)当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),做功冲程中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。
解:(1)F=pS=9.0×105 Pa×30×10-4 m2=2700 N
(2)W=Fs=2700 N×50×10-3 m=135 J
(3)飞轮1 min转动1800周,做功900次,该汽油机的功率:
P===2025 W(共21张PPT)
2.2 热机效率
知识点一 热机效率
1. 热机里的能量流向：
（1）废气带走的能量。
（2）克服摩擦做功消耗的能量。
（3）向外散热。
（4）转变为对外做有用功的能量。
2. 热机效率
（1）定义：把热机所做 与所用燃料完全燃烧释放的
之比叫作热机的效率。
（2）计算公式： 。
注：热机效率是热机性能的重要指标。但因为热损失使热机效率总
1。
有用功
热
量
η＝×100％
小
于
3. 提高热机效率的方法：
（1）让燃料尽可能充分燃烧。
（2）尽可能减少废气带走的能量损失。
（3）运动部件润滑良好，减小机械摩擦。
（2024·山西）山西拥有丰富的历史文化遗产。暑假期间小明一家从
平遥古城自驾前往五台山，进行古建筑研学旅行。平遥古城到五台山全
程约360 km，驾车前往大约需要4 h。（汽油的热值q取4.5×107 J/kg，
汽油的密度ρ取0.8×103 kg/m3）
（1）求汽车的平均速度；
解：（1）汽车的平均速度：v＝＝＝90 km/h
（2）汽车全程消耗汽油25 L，求汽油完全燃烧放出的热量Q；
（2）消耗汽油的质量：
m＝ρV＝0.8×103 kg/m3×25×10－3 m3＝20 kg
则完全燃烧释放的热量：
Q＝qm＝4.5×107 J/kg×20 kg＝9×108 J
（3）若汽车发动机全程的平均功率为25 kW，求汽车发动机的效率。
（3）汽车发动机做的机械功：
W＝Pt＝25×103 W×4×3 600 s＝3.6×108 J
故发动机的效率：
η＝×100％＝×100％＝40％
同步变式拓展
1. （2025·成都石室中学月考）下列有关热机效率的说法正确的是（ D ）
A. 使用的燃料热值越大，热机效率就越高
B. 热机的功率越大，热机效率也一定越高
C. 汽车排放的尾气温度越高，热机效率越高
D. 热机效率不会等于1或大于1
D
2. （2024·广安）内燃机的发明是第二次工业革命中应用技术领域的一
项重大成就。如图所示为单缸四冲程汽油机的一个冲程示意图，若该汽
油机的效率为30％，飞轮每分钟转动1 800圈（q汽油＝4.6×107 J/kg），
则下列说法正确的是（ B ）
A. 图中所示冲程是做功冲程
B. 若该汽油机完全燃烧5 kg汽油，则汽油机做的有用功为
6.9×107 J
C. 该汽油机在1 s内做功30次
D. 汽油机消耗的燃料越少，效率一定越高
（第2题）
B
3. 一辆燃油汽车沿平直公路匀速行驶了108 km，所用时间为1 h，消耗
汽油10 kg，汽车在行驶过程中所受阻力恒为1 380 N（汽油的热值q汽油
＝4.6×107 J/kg）。求：
（1）汽车行驶的速度；
解：（1）汽车行驶的速度：
v＝＝＝108 km/h
（2）牵引力的功率；
（2）汽车沿平直公路匀速行驶，受力平衡，牵引力：F＝f＝1 380 N
牵引力做的功：
W＝Fs＝1 380 N×108×103 m＝1.490 4×108 J
则牵引力的功率：
P＝＝＝41 400 W
（3）汽车发动机的效率。
（3）消耗的汽油完全燃烧放出的热量：
Q放＝mq汽油＝10 kg×4.6×107 J/kg＝4.6×108 J
则汽车发动机的效率：
η＝×100％＝×100％＝32.4％
知识点二 改变世界的热机
1. 从18世纪60年代开始，蒸汽机在纺织、采矿、冶炼和交通运输等方
面得到了广泛应用。
2. 水蒸气驱动叶轮转动，这是最简单的轮机。轮机广泛应用在早期的
火车、现代大型火力发电厂以及大型舰船上。
3. 在很多汽车、农用机械、轮船上配备的是汽油机和柴油机。
4. 在航空航天中，使用的是更加高效的喷气式发动机。
知识点三 飞向太空
1.14世纪末，中国人 制作了一个以47支火箭作为动力的装置，
这和现代 的原理是一样的。
2. 常用的火箭是 。
请同学们完成《作业本》第22～23页的练习。
万户
火箭发动机
多级火箭
1.为了节约能源,需要提高热机的效率,下列措施不能提高热机效率的是( )
A.让燃料与空气混合充分,使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新,以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
2.甲、乙两台汽油机,甲的效率比乙的高,则( )
A.甲每秒做的功比乙每秒做的功多
B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C.消耗同样多的汽油,甲做的有用功比乙做的有用功多
D.做同样多的有用功,甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
D
C
3.一个单缸四冲程汽油机工作时汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的热机效率为 。
4.(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)。
35%
做功
2
5.随着我国人民生活水平的不断提高,汽车已成为许多家庭的必备出行工具。某品牌国产汽车以25 m/s的速度在平直的公路上匀速行驶600 s,消耗汽油1.2 kg。已知该汽车发动机的功率为23 kW,汽油的热值q=4.6×107 J/kg。假设汽油在发动机汽缸内完全燃烧,求该汽车在匀速行驶600 s的过程中:
(1)汽车发动机牵引力所做的功;
(2)该汽车发动机的效率。
解:(1)汽车发动机牵引力所做的功:
W=Pt=23×103 W×600 s=1.38×107 J
(2)消耗的汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=mq=1.2 kg×4.6×107 J/kg=5.52×107 J
故该汽车发动机的效率:η=×100%=×100%=25%
6.(2025·绵阳北川县月考)如图所示是我国自主研制的第一代实用型地效飞机DXF100,地效飞机是一种可以低空飞行的飞机,它能停在水面或地面上。地效飞机以180 km/h的速度匀速直线飞行了90 km,消耗燃油的质量为40 kg,已知燃油的热值为4.5×107 J/kg,飞机发动机的效率为40%,求地效飞机这次执行任务的过程中:
(1)飞行的时间;
解:(1)地效飞机飞行的时间:
t===0.5 h
(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量;
(2)消耗的燃油完全燃烧放出的热量:
Q放=qm=4.5×107 J/kg×40 kg=1.8×109 J
(3)受到的阻力。
(3)飞机做的有用功:
W=Q放η=1.8×109 J×40%=7.2×108 J
则地效飞机飞行过程的牵引力:
F===8 000 N
由二力平衡的条件可知:地效飞机飞行过程中受到的阻力:f=F=8 000 N
易错点:对热机效率理解不透彻
7.下列有关热机效率的说法中,正确的是 ( )
A.热机所用燃料的热值越大,效率越高
B.热机所做的有用功与燃料完全燃烧放出的热量之比为热机效率,且功率越大,热机效率越高
C.不断创新和改进热机结构,可以提高热机效率,且热机效率始终小于1
D.蒸汽机、汽油机和柴油机的热机效率分别是η1、η2和η3,则有η1<η2<η3
CD
8.甲、乙两个四冲程柴油机使用时做功和消耗柴油对比如下,下列说法正确的是( )
柴油机 完成工作量 时间 消耗柴油
甲 相同 3 h 5 kg
乙 2 h 6 kg
A.柴油机依次按照吸气、做功、压缩、排气四个冲程循环工作
B.甲柴油机所用的燃料的热值一定比乙柴油机的高
C.甲柴油机的输出功率较小,热机效率较高
D.乙柴油机的输出功率较小,热机效率较高
C
9.有甲、乙两台汽油机,若在同一时间内甲做的有用功是乙做的有用功的2倍,甲的效率是25%,乙的效率是20%,则在相同时间内,甲、乙两汽油机消耗的汽油质量之比为( )
A.2∶5 B.8∶5
C.5∶8 D.5∶2
10.某种国产汽车,当它在某平直公路上以20 m/s的速度匀速行驶时,每百公里的油耗为6 L。当汽车行驶500 s,则汽车消耗的汽油是 L。假设汽车在运动过程中受到的平均阻力是495 N,则汽油机的效率是 %。(已知汽油的热值是3.3×107 J/L)
B
0.6
25
11.某单缸四冲程汽油机的活塞横截面积为5×10-3 m2,一个冲程活塞在汽缸中移动的距离是80 mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9×105 Pa,曲轴转速为2 400 r/min,当汽油机满负荷工作时,求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;
解:(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力:
F=pS=9×105 Pa×5×10-3 m2=4.5×103 N
(2)汽油机的功率;
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功:
W=FL=4.5×103 N×80×10-3 m=360 J
飞轮转速为2 400 r/min=40 r/s,表示每秒飞轮转动40圈,活塞往复40次,对外做功20次
则汽油机的功率:P=n×=20×=7 200 W
(3)若汽油机在吸气冲程中吸入的空气质量与燃油质量之比为14∶1,吸入的油气混合物的平均密度为1.5 kg/m3,汽油的热值取4.5×107 J/kg,则该汽油机的效率为多大
(3)一个工作循环吸入混合物的体积:
V=SL=5×10-3 m2×80×10-3 m=4×10-4 m3
一个工作循环吸入混合物的质量:
m混=ρ混V=1.5 kg/m3×4×10-4 m3=6×10-4 kg
一个工作循环吸入汽油的质量:
m油=m混=×6×10-4 kg=4×10-5 kg
则一个工作循环,汽油完全燃烧放出的热量:
Q放=qm油=4.5×107 J/kg×4×10-5 kg=1 800 J
故该汽油机的效率:η=×100%=×100%=20%(共5张PPT)
2.3 跨学科实践保护地球家园
1.从环保的角度看,下列能源中,在大规模使用过程中会产生二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧化碳等有害物质,造成空气污染、城市热岛效应、地球温室效应的是( )
①石油;②煤;③天然气;④水能;⑤风能;⑥太阳能;⑦柴薪。
A.①② B.①②③
C.①②③⑦ D.④⑤⑥
2.南海区桂城千灯湖公园修有人工湖和大面积绿化草地,盛夏时能大大减弱周围地区的“热岛效应”。从物理角度讲,利用了水的比热容 (选填“大”或“小”),起到调节气温的效果。公园周边配有共享自行车,为减少燃油车使用时在 冲程排出废气,并减少废气 (选填“放出”或“吸收”)的热量,可以缓解“温室效应”。
C
大
排气
放出
3.目前,化石燃料是人类生产、生活的主要能源。随着全球能量使用的增长,化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。世界各国人民的节能意识也日趋增强,如图所示是我国的节能标志。科学家也在开发新能源、研制节能产品、提高化学能的转化效率等方面作出了很大的努力。
(1)生产、生活中存在着化学能和电能的相互转化,请你各举一例。
①由化学能转化为电能: ;
②由电能转化为化学能: 。
蓄电池对外供电
给蓄电池充电
(2)氢气具有 高、燃烧产物为水的特点,因此被认为是最清洁的燃料。
(3)“节能减排”是我们每个社会成员应尽的责任和义务,我们要从生活中的点滴做起,为保护人类共同的家园——地球,作出一份努力。请你就如何做到“节能”或“减排”提出两点建议。
① ;
② 。
热值
随手关灯
绿色出行
4.如图是汽油机的能量流向图,请根据该图并结合生活实际回答下列问题。
(1)请你说出一种提高汽油机效率的方法;
解:(1)可以通过减少机械自身消耗的能量(减小机械之间的摩擦或减轻机械的质量等)或提升燃气的利用率(减少废气带走的能量或增加废气的利用等)来提高汽油机的效率。
(2)由于燃油汽车尾气的大量排放造成了环境污染,请你结合实际提出一种切实可行的方法加以解决。
(2)可以通过采用更先进的发动机技术,提高燃烧效率,降低尾气排放;或严格执行汽车排放标准,对不符合标准的汽车进行淘汰;或发展电动汽车等。(共18张PPT)
第2章 改变世界的热机
章末复习与评价
一、单项选择题
1.(2025·成都石室中学期中)关于热机,下列说法正确的是( )
A.蒸汽机、喷气发动机、内燃机都属于热机
B.柴油机吸气冲程吸入的是柴油和空气的混合物
C.柴油机和汽油机的点火方式都是压燃式
D.柴油机的效率比汽油机的效率高是因为柴油比汽油的热值大
A
2.(2025·成都七中月考)如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程与选项四冲程汽油机工作示意图中,哪一个冲程的能量转化过程是相同的( )
C
3.(2025·成都七中月考)如图所示为某单缸四冲程内燃机工作示意图,下列说法中正确的是( )
A.一个完整工作循环的顺序是:乙甲丁丙
B.乙冲程是依靠飞轮的惯性运转的
C.丙冲程发生的能量转化是机械能转化为内能
D.丁冲程发生的能量转化是内能转化为机械能
B
4.(2025·成都石室中学期中)关于热机的效率,下列说法正确的是( )
A.热机的效率越高说明做功越快
B.热机消耗的燃料越多,效率就越低
C.热机的效率越高,在做功同样多的情况下消耗的能量越少
D.增加热机的工作时间可以提高热机的效率
C
二、不定项选择题(每小题有一个或两个选项符合要求)
5.下面关于汽油机与柴油机的说法中,错误的是( )
A.柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞
B.柴油机吸气冲程只吸入空气,汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合气体
C.柴油机采用压燃式点火,汽油机采用点燃式点火
D.柴油机的热机效率一般比汽油机的热机效率低一些
6.(2024·齐齐哈尔)关于单缸四冲程汽油机,下列说法正确的是( )
A.加润滑油可以减小汽油机零部件间的摩擦
B.通过改进可以使汽油机的效率达到100%
C.除做功冲程外,其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D.若飞轮的转动速度为1 200 r/min,则该汽油机每秒钟对外做功40次
D
AC
7.某载重汽车自重12 t,车轮与地面的总接触面积为 0.5 m2,汽车以72 km/h的速度在平直公路上匀速行驶时,柴油发动机的功率为210 kW,每行驶43 s消耗柴油700 g,柴油的热值为4.3×107 J/kg。下列说法中( )
①完全燃烧700 g柴油放出的热量为3.01×109 J
②该柴油发动机效率为30%
③汽车的牵引力为1.05×104 N
④若公路所能承受的最大压强为8×105 Pa,汽车最多能装载40 t的货物
A.只有①②正确 B.只有③④正确
C.只有①③正确 D.只有②③正确
D
三、填空题
8.(2025·成都七中月考)“涡轮增压”是目前在各种汽油机和柴油机中采用的一项节能、提高热机功率的技术。它是利用热机排出的废气带动涡轮旋转,先将新鲜空气压缩后再送入内燃机的进气口。这样做的好处是 (选填“增大”或“减小”)排出废气所带走的能量,
(选填“提高”或“降低”)内燃机的效率。
9.(2024·内江)汽车发动机散热降温,常用水作为冷却液是因为水的
(选填“比热容”或“热值”)较大;在汽油机的一个工作循环中,将内能转化为机械能的冲程是 (选填“做功”或“压缩”)冲程。
减小
提高
比热容
做功
10.(2025·成都石室中学期中)如图为单缸四冲程汽油机的 冲程。若该汽油机的转速为2 400 r/min,则它每分钟完成 个如图所示的冲程。
压缩
1 200
11.如图所示的某国产摩托车的发动机是一台单缸四冲程汽油机,其效率为30%,该车在某段平直公路上匀速行驶10 min,燃烧汽油0.5 kg,则该汽油机的功率为 W;若该汽油机飞轮转速为2 400 r/min,则该汽油机每个工作循环对外做功 J。(汽油的热值为4.6×107 J/kg)
1.15×104
575
12.(2024·宿迁)氢能是新能源利用的新潮流,加快氢能产业发展成为实现“碳达峰、碳中和”的重要举措。如图所示是市场上的某品牌氢能自行车,一次性充满0.02 kg氢气,2 h能匀速骑行50 km,氢能自行车与骑行者总质量为84 kg,骑行时受到的阻力为总重的0.05倍,氢气热值为1.4×108 J/kg。氢气完全燃烧产生的热量是 J,氢气的利用效率是 (g取10 N/kg)。
2.8×106
75%
四、计算题
13.(2025·成都七中月考)氢燃料具有清洁、效率高等优点,被认为是理想的能源之一,目前我国部分城市已有多批氢能源公交车投放使用。一辆氢能源公交车以140 kW的恒定功率匀速行驶5 min,消耗了0.6 kg氢燃料。已知q氢=1.4×108 J/kg。则:
(1)这辆公交车在这5 min里的牵引力做功多少焦
解:(1)这辆公交车在这5 min里的牵引力做功:
W=Pt=140×103 W×5×60 s=4.2×107 J
(2)0.6 kg氢燃料完全燃烧放出的热量是多少焦
(2)0.6 kg氢燃料完全燃烧放出的热量:
Q放=m氢q氢=0.6 kg×1.4×108 J/kg=8.4×107 J
(3)该氢能源公交车的热机效率是多少
(3)该氢能源公交车的热机效率:
η=×100%=×100%=50%
1.【科学思维】科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气温度 (选填“升高”“降低”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提高了热机的 。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是 冲程。
降低
效率
排气
2.【跨学科实践】压缩空气动力车。
(1)小明将充满气的气球捆绑在小车上,制成压缩空气动力小车,当气球向右喷气时,静止的小车向左运动起来,如图甲所示,该现象说明力的作用是 ;还说明力可以改变物体的 。
相互的
运动状态
(2)为制造压缩空气动力汽车,工程师将装有压缩空气的钢瓶与空气动力发动机连接,该发动机的一个工作循环分为进气冲程和排气冲程,如图乙所示。发动机对外做功的是 (选填“进气”或“排气”)冲程,此过程中钢瓶内压缩空气的温度 。若该发动机的转速为1 200 r/min,则1 s内发动机对外做功 次。汽车行驶一段路程后,钢瓶内压缩空气的密度 。
进气
降低
20
减小
