《12.3、内燃机》习题课件

(共46张PPT)
内燃机工作冲程的判断及能量的转化
1.可根据气阀的开闭和活塞的运动情况判断，如表
2.能量转化
(1)压缩冲程：活塞对气体做功，机械能转化为内能.
(2)做功冲程：燃气对外做功，内能转化为机械能.
区分吸气冲程和排气冲程的关键是观察进气门和排气门的开或闭.区分压缩冲程和做功冲程的关键是观察活塞的运动情况，且火花塞点燃的为做功冲程.
【典例】(2010·湘潭中考)如图是内
燃机工作循环中的( )
A.压缩冲程，将化学能转化成内能
B.压缩冲程，将机械能转化成内能
C.做功冲程，将内能转化成机械能
D.做功冲程，将机械能转化成内能
【解析】选C.本题考查内燃机冲程判断及能量转化情况，解决此类问题可按以下思路分析.一先判断冲程的种类.可根据气门的开闭和活塞的运动情况加以区分.二再根据冲程的特点判断能量的转化情况.由图可知：两气门关闭，活塞向下运动，所以此冲程是做功冲程，在这一冲程中是内能转化为机械能.故C正确.
【典例】(2010·南昌中考)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，关于图中①②③④的补充正确的是( )
不能正确判断冲程及能量转化
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内能转化为机械能　③做功冲程　④机械能转化为内能
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机械能转化为内能　③做功冲程　④内能转化为机械能
【易错角度】①没有掌握四个冲程的顺序；②不了解各冲程中的能量转化.
【纠错剖析】
【正确答案】D
1.关于热机,下列说法正确的是( )
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.汽油机在做功冲程中,进气门关闭排气门打开
D.汽油机在做功冲程中,是把内能转化为机械能
【解析】选D.A项中汽油机顶部有火花塞,柴油机顶部有喷油嘴;B项中柴油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气;C项在做功冲程中,两个气门均关闭.
2.如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于压缩冲程的是( )
【解析】选B.本题考查对四冲程的判断.判断冲程时,可根据气门的开闭和活塞的运动情况加以区分.A冲程中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程;B项中两个气门均关闭,活塞向上运动是压缩冲程;C项中两个气门均关闭,活塞向下运动是做功冲程;D项中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程.
3.我们知道,多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的.关于压缩冲程的作用,下列说法正确的是( )
A.将废气排出缸外
B.完成对外做功
C.吸进汽油和空气的混合物
D.压缩汽油和空气的混合物
【解析】选D.排气冲程把废气排出缸外,A错;做功冲程完成对外做功,把内能转化为机械能,B错;在吸气冲程中,吸进汽油和空气的混合物,C错;只有在压缩冲程中,压缩汽油和空气的混合物,把机械能转化为内能,D对.
4.(2010·连云港中考)小汽车已经进入千家万户.作为汽车发动机的汽油机，一个工作循环是由四个冲程组成的.在压缩冲程中，__________能转化为__________能.
【解析】本题考查压缩冲程中能量的转化情况.在压缩冲程中是机械能转化为内能.
答案：机械 内
5.内燃机的效率较低,它在工作过程中,能量大部分以_____能的形式耗散掉.如图所示是热机的_____冲程；热机工作时对环境造成的污染有_____(填一种污染).
【解析】内能会以热传递的方式向外散失,同时排出的废气温度很高,也会散失一部分内能.冲程的判断可根据活塞的运动情况和气门的开闭来判断.图中进气门打开，活塞向下运动是吸气冲程.热机对环境的污染可从噪声和废气两方面考虑.
答案：内 吸气 废气污染(或噪声污染)
6.如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：
(1)这种内燃机是__________机.
(2)它表示的是__________冲程.
(3)在这个冲程中_______能转化为_______能.
(4)完成这一冲程，曲轴和飞轮转_______转.
(5)仔细观察其铭牌，可见“1 800 r/min”字样，则它正常工作时，1 s对外做功_______次.
【解析】根据气缸顶部是喷油嘴可判断它是柴油机.根据两个
气门都关闭且活塞向上运动可知它正处于压缩冲程，此冲程中
活塞压缩气缸内的气体，使缸内气体内能增大、温度升高，机
械能转化为内能.每完成一个冲程，曲轴与飞轮只转半圈.由于
即曲轴与飞轮每秒转30转，完成
15次工作循环，一次工作循环做一次功，可知每秒做功15次.
答案：(1)柴油 (2)压缩 (3)机械 内　　(4)半
(5)15
一、选择题(本大题共6小题，每题2分，共12分)
1.(2010·聊城中考)汽车已经走进很多现代家庭，如图为四冲程汽油机气缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是( )
A.乙丙甲乙 B.甲丁乙丙
C.丁甲丙乙 D.丙丁甲乙
【解析】选C.甲图中，活塞向上运动，两气门关闭，所以是压缩冲程；乙图中，活塞向上运动，进气门关闭，排气门开启，所以是排气冲程；丙图中两气门关闭，火花塞发出电火花，活塞向下运动，所以是做功冲程；丁图中，活塞向下运动，进气门开启，排气门关闭，所以是吸气冲程.四个冲程正确的排列顺序应该是吸气冲程丁、压缩冲程甲、做功冲程丙、排气冲程乙，故C正确.
2.在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是( )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.排气冲程和吸气冲程
【解析】选B.在压缩冲程中，机械能转化成内能，做功冲程中，内能转化为机械能，故选B.
3.柴油机压缩冲程中，气缸中空气的温度、压强、体积的变化情况应是( )
A.温度升高、压强减小、体积增大
B.温度降低、压强减小、体积减小
C.温度升高、压强增大、体积减小
D.温度降低、压强减小、体积增大
【解析】选C.在压缩冲程中，由于活塞压缩空气做功，所以空气的内能增加，温度升高，体积减小，压强增大.所以C正确.
4.柴油机上安装了一个笨重的飞轮，是为了( )
A.提高热机效率
B.节省燃料
C.可以做更多的功
D.利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气三个辅助冲程
【解析】选D.柴油机工作过程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的，飞轮的质量越大，惯性越大，故选D.
5.如图所示，在试管内装些水，用橡皮
塞塞住，加热使水沸腾后，试管内的水
蒸气会将橡皮塞冲出.水蒸气将橡皮塞
冲出的过程中( )
A.化学能转化为内能
B.内能转化为机械能
C.机械能转化为内能
D.内能转化为化学能
【解析】选B.水蒸气将塞子冲出的过程是水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能，故B正确.
6.有关汽油机和柴油机的不同，下列说法中不正确的是( )
A.使用的燃料不同
B.柴油机气缸的顶部有喷油嘴，汽油机有火花塞
C.柴油机喷出的柴油立即燃烧，汽油机中产生电火花使汽油燃烧
D.在吸气冲程中汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入气缸的是柴油
【解析】选D.汽油机和柴油机在燃料构成、吸入气体、点火方式等方面存在着不同，汽油机燃烧汽油，柴油机燃烧柴油；汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；汽油机吸入汽油与空气的混合物，柴油机只吸入空气；汽油机是点燃式，柴油机是压燃式.
二、填空题(本大题共4小题，每空1分，共12分)
7.(2010·常州中考)汽油机的一个工作循环是由___个冲程组成，其中对外做功____次.在压缩冲程中，气体的温度升高，这是通过_____的方式增加内能.为了不让汽油机在工作时温度升得太高，在设计制造时，气缸外有一个水套，让气缸被水包围着，这是通过_____的方式减少气缸内能.用水来冷却气缸是因为水的_____较大.
【解析】汽油机的一个工作循环由4个冲程组成，对外做功1次.压缩冲程中，活塞对气体做功，气体内能增加，温度升高，气缸外被水包围，利用水的比热容大，多吸收气缸的内能，属于热传递方式.
答案：4 1 做功 热传递 比热容
8.柴油机经过____个冲程，飞轮转1周，若某柴油机转速是
1 200 r/min，则在一分钟内这台柴油机经过____冲程，其中做功冲程出现了____次.
【解析】在一个工作循环中，四个冲程曲轴转2周,即飞轮也转2周，所以转1周应是经过2个冲程.它1 min内转1 200转，即要经过2 400个冲程.由于一个工作循环对外做功一次，所以要做功600次.
答案：2 2 400 600
9.六冲程引擎是《大众科学》评选出的2007年世界十大发明之一，它在四冲程的吸气、压缩、_____和排气冲程后，将水注入气缸，由于缸内温度极高，水在瞬间____为水蒸气，推动活塞活动，产生第五冲程，最后蒸汽进入冷凝器，_____
成水，下一个循环可以再次使用.(后两空格填物态变化)
【解析】解决此题时，认真分析，根据题目给出的条件和现象就会得出答案.由于气缸内温度极高，所以水进入后，急剧汽化变成水蒸气，当水蒸气进入冷凝器时，它会发生液化现象形成水.
答案：做功 汽化 液化
10.若某汽车的水箱中装有质量为5 kg、温度为20℃的水，当吸收1.26×106 J的热量时，水温将升高到_____℃.
【解析】由Q=cmΔt可得：
答案：80
三、综合分析题(8分)
11.如图，在试管内装些水,用软木
塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把
木塞冲开,有的同学由这个装置联
想到内燃机,请你用连线反映出他
的联想创新的思维过程.
【解析】本题可采用对比法加以分析.酒精燃烧提供能量与油料燃烧提供能量相同,高温高压水蒸气作用和高温高压燃气作用相同,都是对外做功,玻璃管和坚固气缸相同,木塞冲出和活塞运动都是做功的结果.
答案：
四、计算题(8分)
12.一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为600 cm2，活塞的行程是100 mm，做功冲程的平均压强是3.5 ×105 Pa.求：
(1)做功冲程中气体做的功.
(2)若柴油机每分钟完成500个工作循环，则柴油机的功率多大？
【解析】本题综合考查学生对内燃机做功和功率的理解和运用.解答本题时，要明白内燃机中是高温高压燃气对活塞做功，即先要求出气体所产生的压力F：
F=pS=3.5×105 Pa×600×10-4 m2=2.1×104 N
所以气体做的功是：
W=Fs=2.1×104 N×0.1 m=2 100 J.
由于一个工作循环做功一次，所以1分钟完成500个工作循环
做功的次数是500次，即1分钟内所做的总功是
W=500×2 100 J=1.05×106 J
所以柴油机的功率是：
P=W/t=1.05×106 J/60 s=1.75×104 W
答案：(1)2 100 J (2)1.75×104 W