汽油机和柴油机是目前广泛应用在工农业生产和交通运输部门的热机

汽油机工作原理首先我们就以单缸为例，介绍下四冲程汽油发动机的工作原理。

我们已经知道，发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。

现在，我们分析一下这个过程：一个工作循环包括有四个活塞行程（所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止点之间的距离的过程）：进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。

进气行程在这个过程中，发动机的进气门开启，排气门关闭。

随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力将到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力，这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸，同时喷油嘴喷出雾化的汽油与空气充分混合。

在进气终了时，气缸内的气体压力约为0、075－0、09MPa。

而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K。

压缩行程为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。

在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，即压缩行程。

此时混合气压力会增加到0、6-1、2MPa，温度可达600-700K。

在这个行程中有个很重要的概念，就是压缩比。

所谓压缩比，就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。

一般压缩比越大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。

一般轿车的压缩比在8-10之间，不过现在最新上市的Polo 就达到了10、5的高压缩比，因此它的扭矩表现相对不错。

但是压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现暴燃和表面点火等不正常燃烧现象（燃油质量的影响也是占有相对重要的地位，这方面我们会在以后详细讲解）。

热力学中的热机与热效率热力学是研究能量转化和能量传递方面的一门科学。

在热力学中，热机是一种将热能转化为机械能的装置，而热效率则是用来衡量热机能量转化效果的指标。

本文将介绍热力学中的热机和热效率，并探讨其在能源利用和工程应用中的重要性。

一、热机的定义与类型热机是一种能够将热能转化为机械能的装置。

根据热机工作原理的不同，热机可以分为内燃机、蒸汽机和热泵等几类。

内燃机是一种利用燃料在活塞上的燃烧过程产生的高温和高压气体推动活塞运动从而产生机械能的装置。

内燃机主要包括汽油机和柴油机等。

蒸汽机是一种利用水蒸气的膨胀能推动活塞或转子从而产生机械能的装置。

蒸汽机广泛应用于发电厂和工业生产中。

热泵是一种利用外界热源传递热量的方式将低温热源转化为高温热源的设备。

热泵广泛应用于冷暖空调系统和制冷领域。

二、热效率的定义与计算方法热效率是衡量热机能量转化效果的指标，通常用来表示所转化的机械能与输入的热能之间的比例关系。

热效率越高，说明热机的能量转化越有效率。

计算热效率的方法根据热机类型不同而有所差异。

对于内燃机和蒸汽机等热力循环式热机，通常采用卡诺热机效率来计算。

卡诺热机效率是指在给定温度下，热机从高温热源吸收热量，向低温热源排放热量，从而获得的机械能与所吸收的热量之间的比例关系。

卡诺热机效率可以用以下公式表示：η = 1 - Tc/Th其中，η表示热机的效率，Tc表示低温热源的温度，Th表示高温热源的温度。

对于热泵而言，热效率一般采用综合性能系数（COP）来表示。

COP是指热泵输出的热量与输入的电能之间的比例关系。

COP可以用以下公式表示：COP = Qh / W其中，COP表示热泵的性能系数，Qh表示热泵输出的热量，W表示热泵输入的电能。

三、热机与热效率在能源利用中的重要性热机和热效率在能源利用中扮演着重要角色。

高效的热机能够将燃料或热能转化为机械能，提高能源利用效率，减少能源浪费。

在发电厂中，蒸汽机被广泛应用于热能转化为电能的过程中。

2021-2022学年人教版物理九年级上册第十四章-内能的利用综合检测一、单选题1.关于下列四幅图，下列说法中不正确的是()A. 装置在持续加热一段时间后，塞子飞出的过程中，瓶内气体内能减少B. 装置从打气到瓶塞跳出之前，瓶内气体和打气筒内能改变方式相同C. 如图显示的是汽油机的做功冲程，在这个工作过程中内能不断增大D. 图中火箭加速上升阶段，搭载的卫星的机械能增大2.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3.关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是()A. 将势能转化为动能B. 将机械能转化为化学能C. 将内能转化为机械能D. 主要目的是通过热传递改变内能4.某机器的能量流向图如下图所示，据此推测该机器可能是()A. 热机B. 电动机C. 发电机D. 电热水器5.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的()A. 压强增大，温度降低B. 压强减小，温度升高C. 压强增大，温度升高D. 压强减小，温度降低6.关于汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是()A. 汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴B. 汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火C. 吸气冲程中，汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机只吸入空气D. 小汽车、摩托车通常用汽油机做发动机；卡车、挖掘机用柴油机做发动机7.如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是()A. 这四个冲程的正确顺序是：丙→甲→丁→乙B. 靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙C. 甲冲程中是内能转化为机械能D. 丁冲程中是内能转化为化学能8.甲装置：在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，把活塞迅速压下去，观察发生的现象。

乙装置：烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时，观察瓶内的变化。

下列说法正确的是()A. 甲：迅速向下压活塞的过程中，筒内空气温度不变B. 甲：活塞下压后反弹的过程相当于内燃机的做功冲程C. 乙：给瓶内打气至瓶塞跳出前，瓶内空气内能减小D. 乙：瓶塞跳出的过程相当于内燃机压缩冲程9.现有甲乙两种燃料，甲的热值是乙的3倍，甲的质量是乙的一半，则甲乙两种燃料完全燃烧放出的热量比为()A. 3:2B. 2:3C. 6:1D. 1:610.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11.如图所示，一辆洒水车在平直公路上以10m/s的速度匀速行驶10min，消耗柴油3kg，柴油机的效率为40%(柴油的热值取4.2×107J/kg)，下列说法中()①驾驶员看到路旁树木快速向后退去，是以洒水车为参照物②3kg的柴油完全燃烧放出的热量是1.26×108J③柴油机做机械功的功率是8.4×103W④洒水车行驶过程中所受阻力为4.2×104NA. 只有①②正确B. 只有②③正确C. 只有①②③正确D. ①②③④都正确12.如图所示，随州某学校物理小组设计实验，探究“酒精、煤油、汽油”的热值。

初三物理热机试题答案及解析1.如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（）【答案】B【解析】汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

其中在做功冲程中，是内燃机的内能转化为机械能，在压缩冲程中是机械能转化为内能。

由图知：A图中排气门开启，气体流出汽缸，是排气冲程；不符合题意；B图中两气门都关闭，活塞下行，汽缸容积变大，是做功冲程，符合题意；C图中进气门开启，气体流入汽缸，是吸气冲程；不符合题意；D图中两气门都关闭，活塞上行，汽缸容积变小，是压缩冲程，不符合题意。

故选B。

【考点】汽油机的四个冲程2.一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400r/min，该汽油机每秒做功_______次。

太阳能清洁无污染，是人类能源的宝库，太阳能属于能源(选填“可再生”或“不可再生”)，研发太阳能汽车已是当今发展的趋势，它将太阳能最终转化成汽车的。

【答案】20，可再生，机械【解析】单缸四冲程汽油机工作一个循环含四个冲程，曲轴转动两周，对外做功一次，由飞轮转速是2400r/min知，1s曲轴转动40周，对外做功20次。

太阳能在使用过程中，可以短时间内从自然界中得到补充，属于可再生能源，太阳能汽车在行驶过程中，它将太阳能最终转化成汽车的机械能。

【考点】热机的工作过程，能源的分类，能量的转化3.（5分）海燕家中电热水壶的铭牌如图所示，其中额定功率已经看不清．将电热水壶装满初温为20℃的水，让其单独工作，在一标准大气压下将水烧开用时5分钟，她家标有600R/kW•h”字样的电能表旋盘转动了120转．则电热水壶中水的质量是kg；水吸收的热量是J；电热水壶工作时的实际功率是W；水吸收的这些热量，如果由无烟煤燃烧来提供，则至少需要提供g的无烟煤．（ρ水=1×103kg/m3；c水=4.2×103J/kg•℃、q无烟煤=3×107J/kg）【答案】2；6.72×105；2400；22.4【解析】电水壶中水的质量为：；水吸收的热量为：；消耗的电能为：；电热壶的实际功率为：；若燃烧无烟煤得到这些热量，需要煤的质量为：。

引擎动力的原理和应用引擎动力的原理引擎动力是通过燃烧燃料产生的能量来驱动机械设备运行的一种能源。

现代引擎主要分为内燃机和外燃机两种类型。

内燃机内燃机是一种将燃料和空气混合后在内燃机内部燃烧产生高温高压气体，通过气体推动活塞或转子运动的热机。

内燃机分为汽油机和柴油机两种类型。

1.汽油机–汽油机是使用汽油作为燃料的内燃机，在燃烧室内将空气与汽油混合后点燃，产生爆炸力推动活塞运动。

–汽油机的优点是启动性能好，转速高，适用于轻型车辆和小型设备。

但是燃油消耗较大，排放污染物多。

2.柴油机–柴油机是使用柴油作为燃料的内燃机，与汽油机不同的是柴油机在压缩室将空气压缩升温后，再喷入燃油点燃。

–柴油机的优点是燃油消耗相对较少，有较高的热效率和较低的排放污染物。

适用于大型车辆和重型设备。

外燃机外燃机是一种将燃料在外部燃烧产生热能，再通过热能驱动活塞或转子运动的热机。

外燃机常见的类型有蒸汽机和燃气轮机。

1.蒸汽机–蒸汽机使用水作为工质，在锅炉中将水加热蒸发，产生高温高压的蒸汽，蒸汽通过喷射或压力驱动活塞或转子运动。

–蒸汽机的优点是燃料种类广泛，热效率高，但启动速度较慢，适用于大型机械设备。

2.燃气轮机–燃气轮机将燃气燃烧产生的高温高压气体喷入涡轮机，推动涡轮旋转，通过机械装置实现能量转换。

–燃气轮机广泛应用于发电厂、航空等领域，具有高效率、响应快和灵活性高的特点。

引擎动力的应用引擎动力作为一种可靠高效的能源，广泛应用于各个行业和领域。

汽车工业引擎动力在汽车工业中是最主要的动力来源，驱动汽车行驶。

不同类型的引擎根据汽车的用途和需求进行选择和应用。

1.家用轿车–家用轿车通常采用汽油机作为动力源，因为其启动性能好，转速高，相对较低的初投资和维护成本。

–随着环保意识的增强，混合动力车辆也得到了广泛应用，将汽油机和电动机结合，提高燃油效率和减少尾气排放量。

2.商用车辆–商用车辆包括卡车、客车等大型车辆，一般采用柴油机作为动力源。

2024-2025学年人教版（2024）九年级科学上册阶段测试试卷823考试试卷考试范围：全部知识点；考试时间：120分钟学校：______ 姓名：______ 班级：______ 考号：______总分栏一、单选题(共5题，共10分)1、试管内装有一定量的植物油，加入下列哪组消化液后，经充分振荡和适宜条件下的静置，植物油能被彻底分解？（）A. 唾液、胃液、肠液B. 胃液、胆汁、唾液C. 胆汁、胰液、肠液D. 胰液、胆汁、胃液2、向CuSO4溶液中加入一定质量的锌粉，充分反应后过滤，得到滤渣和蓝色滤液．下列判断正确的是（）A.滤液中的溶质只有CuSO4B.滤液中的溶质只有ZnSO4C.滤渣中一定有Cu，可能有ZnD.向滤渣中滴加稀硫酸，无气泡产生3、下列金属的活动性最强的是（）A.AlB.FeC.NaD.Ag4、关于处方药与非处方药的叙述不正确的是（）A. 轻伤小病可以用非处方药B. 服药时间长的要用处方药C. 需要医生诊断的疾病要用处方药D. 非处方药的用法和用量比较灵活5、下列对资源、环境和社会产生积极影响的是（）A. 计划生育B. 人口膨胀C. 随意开发资源D. 限制人口的增长二、填空题(共6题，共12分)6、生物能排除体内的废物，人排出废物的途径有：____、____ 、____ ；除____ 以外，生物都是由____ 构成的．【考点】排泄的概念、途径和意义．菁优网版权所有7、柴油机是工农业生产中常用的热机。

已知某型号柴油机的效率是30%，在柴油机内完全燃烧2kg柴油能放热____J，该柴油机能对外做功____J。

（柴油的热值为3.3×107J/kg）8、一只“220V 100W”的电烙铁，它的额定电功率是____W，正常工作时它的电阻是____Ω，通过它的电流是____A．9、小华是个爱动脑的孩子，他学过了电能和电功的知识后，想估测一下家里每月的耗电量．于是他分别在上周日中午和本周日中午记录下了电能表的读数（如图所示），则他家本月消耗的电能为____度．若小华家所在地区每度电的电费是0．6元，他家每个月需大约要付____元．（一个月按30天计算）0 7 6 1 40 7 7 8 9上周日中午本周日中午10、如图所示为手机的电池，****mAh 看不清了，但发现了4Wh字样（如图甲）．此电池在充满电时贮存的电能为____ ．电极处略有凹陷（如图乙），可以在一定程度上防止与硬币、钥匙等金属物体接触引起____ 从而损坏电池．11、为方便残障人士出行，公共场所都修建了无障碍通道，其本质是一个斜面．若某商城的无障碍通道高h=1.5m，坡道长度s=3m，现用600N的推力将总重900N的人与轮椅匀速推到顶端，则轮椅受到斜面的摩擦力为____ N．评卷人得分三、判断题(共1题，共2分)12、植物呼吸作用的实质是分解有机物，释放能量。

2021-2021人教版九年级物理第十四章第一节热机同步测试一、单选题（共12题；共24分）1.内燃机工作过程中，关于能量转化的下列说法中错误的是（）A. 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能B. 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能C. 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能D. 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能2.（2021•上海）四冲程柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程3.四冲程汽油机工作时与图中能量转化相同的冲程是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程4.（2021•湘西州）人们发现内能可以做功，并制造出各种利用内能做功的机械﹣热机，下面这些机械中不属于热机的是（）A. 电动机B. 柴油机C. 汽油机D. 蒸汽机5.四冲程柴油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程6.如图是演示实验示意图，下列汽油机的四个冲程工作示意图中，与如图改变内能方式相同的是（）A. B. C. D.7.下列关于“热机”的说法中，正确的是（）A. 通过技术改进，热机效率可达100%B. 做功冲程将机械能转化为内能C. 热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高D. 摩擦生热是利用做功的方式来改变物体的内能8.如图所示是某老师的自制教具，他在矿泉水瓶的侧壁上钻一个孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中实验时从贫困喷入酒精丙盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，纸筒即刻废除，关于此实验，以下分析不正确的是（）A. 酒精不完全燃烧时热值不变B. 纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低C. 能闻到酒精的气味说明分子在永不停息的做无规则运动D. 燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的压缩冲程9.单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有（）A. 吸气、做功和排气冲程B. 吸气、压缩和做功冲程C. 压缩、做功和排气冲程D. 吸气、压缩和排气冲程10.热机的种类繁多，构造也是各式各样．生活中，我们几乎在任何地方都可以看到它的身影．下列交通工具中，不是用热机作为动力装置的是（）A. 火箭B. 电动自行车C. 飞机D. 汽车11.如图所示为内燃机工作时的某冲程示意图，该冲程是（）A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程12.如图所示，是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸汽机的工作过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是（）A. 汽缸内的蒸汽推动活塞做功，其能量的转化过程与柴油机的做功冲程一样B. 在燃料燃烧的时候要产生热量，这是将内能传递给锅炉中的水C. 蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大D. 蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度二、多选题（共3题；共9分）13.关于热机，下列说法中正确的是（）A. 热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B. 在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机的效率C. 柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大D. 在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能14.随着人们生活水平的不断提高，汽车作为常用的交通工具逐步步入寻常百姓家．有关汽车中各部件的下列说法，正确的是（）A. 汽油机可将内能转化为机械能B. 安全带可以防止紧急刹车时由于惯性造成的伤害C. 汽油机工作时飞轮的作用是带动做功冲程D. 汽车驾驶操作杆可以控制转向灯，其作用相当于开关15.关于四冲程柴油机的压缩冲程，下列说法正确的是（）A. 气缸里面的气体质量不变B. 气缸里面的气体压强增大C. 气缸里面的气体温度升高D. 气缸里面气体的内能转化为活塞的机械能三、填空题（共6题；共13分）16.如图所示是________油机，是________冲程．17.如图所示是内燃机的________冲程，此冲程________（选填“能够”或“不能”）给汽车提供动力.18.如图是四冲程汽油机的________冲程，在这一冲程中发生的能量转化是________．19.如图1，是春节燃放的双响炮．燃放时竖直立于地面，点燃引线，第一响后它会飞向空中，此过程中的能量转化为 ________，这与图2中内燃机工作时________图的冲程相似．（选项“甲、乙、丙、丁”）20.汽油机工作的四个冲程中，只有________冲程是燃气对外做功，在此冲程中，内能转化为________能．21.如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，________图（填“左”或“右”）是依靠飞轮的惯性来完成的．另一图是________冲程．该冲程工作过程中汽缸内燃气的内能________（选填“增加”、“减小”或“不变”）．四、解答题（共1题；共5分）22.热机的发展和应用推动了社会的快速发展．但热机使用时不可避免地要损失一部分能量，并对环境造成一定的污染．请指出热机工作时存在的各种能量损失和可能造成的环境污染．五、综合题（共2题；共13分）23.阅读短文，回答问题：从火车到火箭生产的发展需要强大的动力．17世纪，人类发明了热机．最早的热机是蒸汽机．在锅炉里把水烧成水蒸气，水蒸气在气缸里推动活塞做功．原始的蒸汽机不便于使用…交通运输的发展迫切需要轻便的热机．于是，内燃机应运而生．内燃机分为汽油机、柴油机两大类．汽油机是1876年发明的，柴油机是1892年发明的．内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤，不但轻便，效率也提高了…早期的飞机是由内燃机提供动力的．从上世纪40年代开始，飞机上越来越多的使用喷气发动机，它向后高速喷出气体，从而获得前进的动力．在功率相同时，喷气发动机比内燃机更轻便…根据材料内容，请在答题卡上回答下列问题：（1）在功率相同时，蒸汽机、内燃机、喷气发动机的重力依次________ （选填“增大”或“减小”）．（2）在结构上汽油机的顶部是火花塞，柴油机的顶部是________ ．（3）汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能，内能再转化为________24.单缸四冲程内燃机的飞轮的转速是每分钟转3600转．（1）每秒对外做功多少次？（2）1h能完成多少个冲程？答案解析部分一、单选题1.【答案】D【解析】【解答】解：A、燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能，说法正确；BD、在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能，故B说法正确，D说法错误；C、在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能，说法正确。