中考物理培优(含解析)之热机
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1、热机 一、热值1、燃料燃烧释放能量:燃料燃烧的过程是将燃料的化学能转化为内能的过程。2、燃料的热值:(1)定义:1某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。热值的单位是 J或 Jm.(2)物理意义:质量相同的不同燃料燃烧时,所放出的热量是不同的,即不同燃料燃烧时,释放热量的能力是不同的。在物理学中用燃料的热值来表示燃料燃烧时释放热量的不同,所以热值是反映燃料燃烧特性的物理量。3、燃料燃烧时放出热量的计算:由热值的定义知:质量为 m,热值为 q 的燃料完全燃烧时,放出的热量的计算公式是:Q=mq,式中 m 的单位为;q 的单位为 J,则 Q 的单位为 J。若燃料为气体,则体积为 V,热值为
2、 q 的燃料完全燃烧时,放出的热量的计算公式是 Q=Vq,式中 V 的单位是 m;q 的单位是 Jm,则 Q 的单位为 J。利用公式 Q=mq 或Q=Vq 计算出的热量是燃料完全燃烧时放出的热量,实际燃烧时所放 出的热量要小于用公式 Q=mq 或 Q=Vq 计算出的热量,因为在实际燃烧时,很难做到让燃料完全燃烧。二、内能的利用1、内能的利用方式: 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。 利用内能来做功;从能的角度看,这是 内能转化为机械能。三、热机1、热机:将内能转化为机械能的机器叫热机。内燃机是最常见的热机。内燃机有汽油机和柴油机两种。2、内燃机的工作过程:内燃机的一个工作循环由
3、吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,只有做功冲程对外提供动力,其余三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成。单缸四冲程内燃机的一个工作循环中,飞轮(曲轴)转两周,活塞在气缸内往复运动两次。3、内燃机工作过程中的能量转化情况:压缩冲程:机械能转化为内能;做功冲程:内能转化为机械能4、热机效率:(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,叫做热机的效率。 (2)公式: =W 有用 Q 总 。来源(3 )意义:热机效率是反映热机工作时,燃料利用率的物理量。(4 )由于热机工作时,不可避免的要有能量损失,所以热机效率总小于 1。(5 )提高热机效率的主要途径:使燃料充分燃烧; 尽量减少
4、各种损失;在热机的时间和制造上,采用先进的技术;保证良好的润滑,较小摩擦阻力。典型例题 四冲程汽油机在工作过程中,将机械能转化为燃气内能的冲程是( )A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程解析:四冲程汽油机在工作过程中,压缩冲程将机械能转化为燃气内能;做功冲程将内能转化为机械能;其余两个冲程不涉及能量的转化。故选 B答案:B针对练习 1 如图所示实验,试管口木塞冲出过程中( )A试管口出现的白雾是水蒸气B试管口出现白雾说明水蒸气内能增加C能量转化情况与内燃机压缩冲程相同D水蒸气对木塞做功,水蒸气的内能减少针对练习 2 如图所示,其中能量转化形式相同的是 ( )A甲和乙 B乙和丙 C甲和
5、丙 D乙和丁针对练习 3 将装有乙醚(一种沸点很低的挥发性液体)的金属管固定在桌子上,并用塞子塞紧。快速来回拉动绕在管上的绳子,过一会儿塞子跳起来,如图所示。则管内气体推动塞子跳起时,气体内能 ,此过程与内燃机的 冲程相似。 1、如图所示是四冲程汽油机工作时各冲程的示意图,其中表示压缩冲程的 是( )来源:Zxxk.Com2、关于内燃机,下列说法正确的是( )A内燃机的实际工作效率可达 100%B汽油机和柴 油机使用同种燃料C汽油机和柴油机均属于内燃机D在做功冲程中,机械能转化为内能3、随着人们生活水平的不断提高,各种小汽车已经走进我们的家庭。仔细观察和思考,可以发现小汽车的一些设计和使用过程
6、中的许多现象都与物理知识有关,请你用学过的物理知识解答下面的问题: (1)小汽车的外形设计成流线型(如下图所示) ,当小汽车在水平路面上高速行驶时对路面的压力比静止时 (选填“大” 、 “小”或“不变” ) ,其原因是_. (2 )挡风玻璃倾斜 安装不仅可以减少空气阻力,更重要 的作用是_ (3 )交通法 规规定小汽车行驶时不能追尾,目的是_(4 )如下图所示,是小汽车内四冲程汽油机工作的部分冲程示意图,其中 图是做过 冲程,若汽油机飞轮转速为 1200 转/ 分,则 1 秒内汽油机对外做 次功。4、今年 5 月 18 日,我国首次在南海成功试采海域可燃冰,可燃冰具有热值大、储值大、能直接点燃
7、等特点,它的热值约为 1.41010J/m3,则 3m3 的可燃冰完全燃烧后放出的热量为 J,假设这些热量全部被比热容为 4.2103J/(kg)的水吸收,可以使 kg 的水温度升高 50.5、如图所示,该汽油机的工作过程是 冲程,此冲程将内能转化为 能甲 乙 丙6、根据下图甲、乙、丙所示的图片,在下面的空白处填入相应的内容甲 乙 丙(1 )图甲:手离开硬纸板,纸片不下落,是由于 作用。(2 )图乙:内燃机的某冲程工作示意图,它属于 冲程。(3 )图丙:比较不同物质吸热能力的实验,用 表示物质吸收热量的多少。1. 【2017乌鲁木齐卷】目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项下列我国“ 陆、
8、海、空、天”装备中动力机械不属于热机(利用内能做功的机械)的是( )A中国高铁交流异步牵引电动机B052D 型导弹驱逐舰燃气轮机C歼 20 战机涡扇 15 煤油发动机D长征五号火箭液氢液氧发动机2. 四冲程内燃机工作时,将内能转化为机械能的冲程是来源 :Z+xx+k.ComA. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程3. 【2017盐城卷】下图表示的四冲程汽油机工作循环中的( )A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程4. 【2017绍兴卷】如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图。表示做功冲程的是( ) A、 B、 C、 D、5. 小型汽车上的四冲程汽
9、油机中,主要把机械能转化为内能的冲程是A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程6. 【 2017杭州卷】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7. 【2017烟台卷】如图所示,是汽油机工作时的四个冲程,其中属于做功冲程的是( )A B C D8. 【2017枣庄卷】新 农村建设中正大力推广使用瓶装液化气。如果每瓶中装入 10液化气,液化气的热值取 4.2107J/,则每瓶液化气全部完全燃烧放出的热量是_J,若放出的热量有 40被水
10、吸收,在标准大气压下可把_的水从 20加热至沸腾。C 水=4.2103J/()9. 如图所示是四冲程汽油机工作过程的一个冲程,该冲 程是将_能转化为_能。10. 【201 7苏州卷】电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远(如图)此过程中的能量转化方式与汽油机的 冲程相类似,实验时在盒内滴人 210-4kg酒精,这些酒精完全燃烧放出的热量是 J(q 酒精 =3107J/kg)热机一、热值1、燃料燃烧释放能量:燃料燃烧的过程是将燃料的化学能转化为内能的过程。2、燃料的热值:(1)定义:1某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。热值的单位是 J或 J m.( 2)物理意义:质量相
11、同的不同燃料燃烧时,所放出的热量是不同的,即不同燃料燃烧时,释放热量的能力是不同的。在物理学中用燃料的热值来表示燃料燃烧时释放热量的不同,所以热值是反映燃料燃烧特性的物理量。3、燃料燃烧时放出热量的计算:由热值的定义知:质量为 m,热值为 q 的燃料完全燃烧时,放出的热量的计算公式是:Q=mq,式中 m 的单位为;q 的单位为 J,则 Q 的单位为 J。若燃料为气体,则体积为 V,热值为 q 的燃料完全燃烧时,放出的热量的计算公式是 Q=Vq,式中 V 的单位是 m;q 的单位是 Jm,则 Q 的单位为 J。利用公式 Q=mq 或Q=Vq 计算出的热量是燃料完全燃烧时放出的热量,实际燃烧时所放
12、出的热量要小于用公式Q=mq 或 Q=Vq 计算出的热量,因为在实 际燃烧时,很难做到让燃料完全燃烧。二、内能的利用1、内能的利用方式: 利用内能来加热;从能的角度看,这是内能的转移过程。 利用内能来做功;从能的角度看,这是内能转化为机械能。三、热机1、热机:将内能转化为机械能的机器叫热机。内燃机是最常见的热机。内燃机有汽油机和柴油机两种。2、内燃机的工作过程:内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,只有做功冲程对外提供动力,其余三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成。单缸四冲程内燃机的一个工作循环中,飞轮(曲轴)转两周,活塞在气缸内往复运动两次。3、内燃机工作过程中的能量转化情况
13、:压缩冲程:机械能转化为内能;做功冲程:内能转化为机械能。4、热机效率:(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,叫做热机的效率。 (2)公式: =W 有用 Q 总 。(3 )意义:热机效率是反映热机工作时,燃料利用率的物理量。(4 )由于热机工作时,不可避免的要有能量损失,所以热机效率总小于 1。(5 )提高热机效率的主要途径:使燃料充分燃烧; 尽量减少各种损失;在热机的时间和制造上,采用先进的技术;保证良好的润滑,较小摩擦阻力。典型例题 四冲程汽油机在工作过程中,将机械能转化为燃气内能的冲程是( )A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程解析:四冲程汽油机在
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