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专题20热机问题1.热机定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
2.热机的种类：蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等3.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。
一个工作循环曲轴转两周，活塞往复运动各两次，只有做功冲程对外做功，其余的三个冲程叫辅助冲程，是靠飞轮的惯性来完成的。
内燃机活塞在汽缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环，每个工作循环曲轴转2周，活塞上下往复2次，做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
①汽油机工作过程：②柴油机工作过程：4.汽油机和柴油机的区别于联系①汽油机的气缸顶部是火花塞；柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物；柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式；柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
④柴油机比汽油及效率高，比较经济，但笨重。
⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
5.热机效率(1)概念：用来做有用功的那部分能量W与燃料完全燃烧放出的热量Q之比。
数学表达式：η＝×100%(2)提高热机效率的途径a.减少各种热量损失；b.减少摩擦，保持良好的润滑；c.尽可能使燃料充分燃烧。
【例题1】下列与热学有关叙述合理的是()A.年平均气温为-25℃的南极的冰山没有内能B.烤火取暖是火焰的温度转移到了人身上C.内燃机压缩冲程将机械能转化为内能D.“端午佳节粽叶飘香”，人们闻到粽子的香味是升华现象【对点练习】四冲程柴油机工作过程中，以下说法错误的是()A.压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化B.做功冲程使汽车获得动力C.排气冲程排出了汽车的尾气D.吸气冲程吸入气缸的是柴油【例题2】如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是()A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁B．乙图冲程能获得动力C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程D．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程【对点练习】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 D【例题3】若一辆小汽车一年行驶一万公里，消耗1t汽油，这次汽油完全燃烧放出________J的热量；某次×107J/kg)。
2024年物理中考复习—热机效率（思维训练）课标解读内燃机是热机的一种,热机是将内能转化为机械能的机器.常见的内燃机有汽油机、柴油机、煤气机等.1.汽油机:以汽油为燃料的内燃机.汽油机的曲轴连续转动,工作过程中活塞在气缸内从一端到另一端(叫一个冲程)做往复运动.大多数汽油机由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成一个工作循环.在每个循环中,曲轴转2周.在压缩冲程中,机械能转化为汽油和空气混合物的内能.在做功冲程中,燃气的内能转化为机械能.2.柴油机:以柴油为燃料的内燃机.工作循环与汽油机相似，但有区别；①结构上:汽油机顶端有火花塞,柴油机则是喷油嘴;②点火方式:汽油机是点燃式,柴油机是压燃式;③吸气冲程:汽油机吸入汽油与空气的混合物,柴油机只吸入空气;④汽油机体积较小、较轻,柴油机较大、较笨重.思维方法应用逆向思维法求内燃机的功率,设法求出时间t和功 W,由于所谓逆向思维法就是从问题入手逐步向前推导.如要求功率P,P=WtW=F·s,设法求出F和s.F=p·S(面积),设法求出p、S(面积)等直到最后全部为已知量为止.但在解题时从已知量入手,从前往后进行，请看例题.例:某台单缸四冲程内燃机的活塞面积是120cm2,一个冲程中活塞的行程为0.3m,做功冲程中燃气对活塞的平均压强是1.5x106Pa,机器飞轮的转速为300转/分,这台内燃机的功率是多少千瓦?号求燃气对活塞的平均压力，F=pS=1.5x106Pax120x10-4m=1.8x104N.①根据 p=Fs②每一做功冲程中,燃气对活塞所做的功W1=FL=1.8x104Nx0.3m=5.4x103J.③每分钟做功次数n=转速÷2-300/2=150次/min.④内燃机每分钟做的功W总=nW1=150 x5.4x103J=8.1x105J.⑤内燃机的功率P=W=8.1x105J/60s=13.5kW.t逆向思维法是物理分析中一种较为重要的思维方法,从问题人手逆向思维,望同学们多加领会，多加应用.例1.为实现国家关于“碳达峰”“碳中和”目标，东风汽车集团研发了一款新型汽车．与某款汽车同样油耗和使用条件下，发动机工作时，尾气中“汽油味”明显降低，动力更强劲．如图为其发动机某一冲程示意图，下列有关说法错误的是( )A. 尾气中“汽油味”降低，是因为汽油在汽缸中燃烧比较完全B. 该冲程为做功冲程，内能转化为机械能C. 汽油在汽缸内完全燃烧，发动机效率可达100%D. 该发动机减少了碳排放，有利于节约能源和环境保护 分析:此题分析思路是从所求入手,逆推分步求解(如图所示).①根据 p=F s 号求燃气对活塞的平均压力，F=pS=1.5x106Pax120x10-4m=1.8x104N.②每一做功冲程中,燃气对活塞所做的功W 1=FL=1.8x104Nx0.3m=5.4x103J.③每分钟做功次数n=转速÷2-300/2=150次/min.④内燃机每分钟做的功W 总=nW 1=150 x5.4x103J=8.1x105J.⑤内燃机的功率P=W t =8.1x105J/60s=13.5kW. 逆向思维法是物理分析中一种较为重要的思维方法,从问题人手逆向思维,望同学们多加领会，多加应用.问题解决(1)汽油在燃烧的过程中，燃烧的越充分，尾气中的“汽油味”越低；(2)根据气门的闭合情况、活塞的运动情况分析是哪个冲程及能量的转化；(3)任何机器都不可避免的做额外功，效率不可能达到100%；(4)根据发动机工作的特点分析。
14.2 热机的效率1．燃料的热值(1)燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储藏在燃料中的化学能被释放，转变成周围物体的内能。
因此，燃料燃烧过程是化学能转化成内能的过程。
(2)物理意义：燃料的热值是反映燃料放热本领大小的物理量，热值越大，说明燃料的放热本领越大。
(3)定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
(4)定义式：q ＝Qm，其中q 表示燃料的热值，Q 表示燃料完全燃烧放出的热量，m 表示燃料的质量。
(5)单位：焦/千克，读作焦每千克，用符号J/kg 表示。
(6)燃料的热值表一些燃料的热值 干木柴 约1.2×107J·kg －1柴油 4.3×107 J·kg －1烟煤 约2.9×107J·kg－1煤油 4.6×107 J·kg －1无烟煤约3.4×107J·kg－1汽油4.6×107J·kg －1焦炭 3.0×107J·kg －1氢 1.4×108J·kg －1木炭 3.4×107 J·kg －1 煤气 约3.9×107 J·m －3酒精 3.0×107 J·kg －1 沼气 1.9×107 J·m －3①热值是燃料的一种特性，不同燃料的热值一般不同。
②在常见的燃料中，氢的热值最大，常用于火箭。
③液体燃料的热值比固体燃料的热值大。
(7)燃料完全燃烧放出热量的计算①固体和液体燃料：Q ＝qm ，式中m 的单位为kg ，q 的单位为J/kg ，则Q 的单位为J 。
②气体燃料：Q ＝qV ，式中V 的单位为m 3；q 的单位为J/m 3，则Q 的单位为J 。
谈重点 热值(1)对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1 kg”“某种燃料”“完全燃烧”。
微专题：热机效率姓名日期1、关于热机效率，下列说法正确的是（）A. 蒸汽机的效率高于汽油机的效率B. 热机所做有用功越多,它的效率就越高C. 内燃机的效率越高,它消耗的燃料就越少D. 热机效率越高,它将内能转化为机械能的比例越大2、关于热机，下列说法中正确的是（）A. 四冲程汽油机在工作过程中,进气门和排气门都关闭的冲程只有做功冲程B. 随着科学技术的发展,热机的效率可以达到100%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. 四冲程内燃机的吸气、压缩、排气冲程是靠飞轮的惯性完成的3、有一辆汽车在水平路面上用0.5h匀速行驶了36km，消耗汽油3kg．若已知该汽车发动机的功率（即牵引力的功率）为23kW，汽车（包括车上的人和物品）质量为1.5t，车轮与地的接触总面积是0.5m2，汽油的热值为4.6×107J/kg，g=10N/kg．下列分析正确的是（）A. 该汽车对路面的压力等于1.5×104N，该汽车克服阻力做的功是2.3×104JB. 该汽车通过这段路程的平均速度是200m/s，车对地的压强是30PaC. 该汽车的牵引力是1.5×104N，汽油燃烧放出的热量是1.38×108JD. 该汽车发动机的效率是30%，该汽车的牵引力是1.15×103N4、关于热机，下列说法中正确的是（）A. 使用热值高的燃料可提高热机的效率B. 汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火的方式也相同C. 汽油机工作时汽油在汽缸里燃烧,汽油属于二次能源D. 效率越高的热机功率也越大5、为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（）A. 尽量使燃料充分燃烧B. 尽量增加热机的工作时间C. 尽量减少废气带走的热量D. 尽量减少热机部件间的摩擦6、下列说法中正确的是（）A. 四冲程内燃机中,只有做功冲程做功B. 热机排出的废气和产生的噪声会污染环境C. 内燃机中,燃料燃烧得到的内能全部转化为机械能D. 柴油机的效率比汽油机高,因此,柴油机的功率比汽油机的大7、“五一”假期，小明一家驱车外出旅游。
微专题14-2 热机及其效率知识·解读一、热机1、定义：利用燃料燃烧释放出的能量做功的机械叫做热机．2、工作原理：燃料的化学能→内能→机械能．3、分类：蒸汽机、内燃机(汽油机、柴油机)、汽轮机、喷气发动机等．4、汽油机：工汽油机的一个工作循环要经历吸气、压缩、做功和排气四个冲程，属于四冲程内燃机．它的一个工作循环中，活塞往复运动2次，压缩冲程把机械能转化为内能．只有做功冲程中燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能．其他三个冲程是靠飞轮转动的惯性来完成的.二、汽油机和柴油机的区别气缸顶部有火花塞、无喷油嘴 气缸顶部有喷油嘴、无火花塞三、热机功率和热机效率的辨析典例·解读类型一、内燃机冲程判断例1、汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确．．．的是( )A、甲冲程是把机械能转化为内能B、乙冲程是排气冲程C、丙冲程是把机械能转化为内能D、丁冲程是吸气冲程类型二、四冲程比例计算问题例2、一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速是2400r/min ，柴油机每秒内完成_________个工作循环，做功_______次，活塞往复运动______次．类型三、热机效率的综合计算例3、如图为四缸发动机的工作原理图：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气冲程．(1)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将_____能转化为_____能．(2)有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示．其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的【答案】 C.【解析】题考查汽油机四个冲程的识别。
甲图中进气门和排气门都关闭，活塞向上运行，是压缩冲程，将机械能转化为内能，故A 正确；乙图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程，故B 正确；丙图中进气门和排气门都关闭，活塞向下运行，是做功冲程，将内能转化为机械能，故C 错误；丁图中进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程，没有能量转化的过程，故D 正确。
中考一轮复习知识点梳理与针对性分层训练
压缩汽油和空气的燃料燃烧，化学能转化为内
汽油机柴油机
汽缸顶部有火花塞喷油嘴
压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出柴油，遇
正在排气，气缸＝＝
＝＝＝
＝可知，
＝可得，该
＝可知消耗
＝可得，燃气对活塞的平均压力：
＝＝＝
＝×100%＝×100%
汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能
、装置在运动的过程中，小球的高度会发生变化，重力势能发生改变，速度发生变化，
在晚上，蓄电池给路灯供电，是将化学能转化成电能，再转化为光能使用。
故选项中只
、在做功冲程，汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式，故
化方式是通过做功的方式使机械能转化为内能；内燃机的压缩冲程中，机械能转化为内＝＝＝
＝
＝
＝＝＝
＝＝＝
＝＝
＝得，
＝×100%＝×100%
＝算出汽油的质量为：
＝×100%＝×100%
＝知柴油机输出的有用功为：
＝得燃料完全燃烧放出的热量为：＝＝＝
＝＝＝
＝＝＝
＝＝＝
＝，＝可知汽车行驶的路程为：90 km/h×h
＝可得汽油机在此过程做的有用功为：
＝×100%＝≈35.6%
轮胎与地面总接触面积为
＝可
＝m/s
＝＝＝＝＝＝
＝＝×100%≈32.6%
＝＝＝。
第2节热机的效率一、燃料的热值1.把某种燃料_________与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是_______；燃料燃烧放出热量的计算公式为：______。
【答案】完全燃烧放出的热量；J/kg；Q放=qm。
【解析】把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫这种燃料的热值，单位是J/kg。
燃料燃烧放出热量的计算公式为：Q放=qm；（Q放是热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m是质量，单位是kg).2．“可燃冰”主要成分是甲烷，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，所以“可燃冰”是一种新型清洁能源。
其中甲烷的热值为q甲烷=4.2×107J／m3，其物理意义是（）A.1J的甲烷完全燃烧能产生4.2×107m3热量。
B.4.2×107J的甲烷完全燃烧能产生1m3热量。
C.1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107J热量。
D.4.2×107m3的甲烷完全燃烧能产生1J热量。
【答案】C【解析】对于固体和液体，热值表达式用q=Q/m来表示，物理意义是单位质量的燃料完全燃烧放出的热量。
对于气体，热值表达式用q=Q/V来表示，物理意义是单位体积的燃料完全燃烧放出的热量。
甲烷通常以气态物质形态存在，其热值q甲烷=4.2×107J／m3，物理含义是：1m3甲烷完全燃烧能产生4.2×107J的热量。
3．长征五号火箭为我国载人航天工程作出卓著贡献。
长征五号火箭发动机使用液氢作燃料，是利用液氢的（）A．密度大B．比热容大C．热值高D．热效率高【答案】C【详解】火箭发动机使用液态氢作燃料，燃烧相同质量的燃料，液氢完全燃烧释放出的热量多，即液态氢的热值高，综上分析知，故ABD不符合题意；C符合题意。
故选C。
4.关于燃料及其热值，下列说法中正确的是（）A．没有燃烧的燃料，其热值等于零B．燃料的热值与其质量和燃烧状态无关C．燃料完全燃烧时，它的热值最大D．燃料燃烧时温度越高，放出的热量越多【答案】B【详解】ABC.1kg某种燃料完全燃烧放出的能量，叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关，故AC错误，B 正确；D.由Q=mq可知，燃料燃烧放出的热量与热值和质量有关，与温度无关，故D错误。
2021年中考物理总复习专题14 内能的利用热机、热值、热效率（知识点+例题）一、热机：1.内能的利用方式：（热传递和做功）（1）利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程；（2）利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。
2.热机是利用内能做功的机械：热机：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等3.内燃机分为汽油机和柴油机两大类；5.汽油机：①汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动；②活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程；③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保证连续工作；一个工作循环，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2 次（4冲程），对外做功1次。
6.汽油机的4个冲程：①吸气冲程：进气阀门打开，排气阀门关闭，活塞向下运动。
（同时吸入汽油与空气）②压缩冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；活塞向上运动；机械能转化为内能。
③做功冲程：进气阀门、排气阀门都关闭；火花塞点火；汽油燃烧放热膨胀，推动活塞向下运动，对外做功；内能转化为机械能。
(只有做功冲程对外做功) ④排气冲程：进气阀门关闭，排气阀门打开；活塞向上运动；排出废气。
【例题1】有关四冲程内燃机的叙述中，不正确的是（）A.工作中只有做功冲程把内能转化为机械能B.工作开始时要靠外力启动C.工作中压缩冲程是把内能转化为机械能D.每一个工作循环，燃气只做功一次【答案】C【解析】压缩冲程是将机械能转化为内能；内燃机工作开始时要靠外力启动。
【变式练习1】如图是内燃机工作循环中的一个工作冲程，它是（）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【答案】C【解析】图中的气门关闭，活塞下行，并且电火花打火，这是做功冲程的特点；在做功冲程中，能量转化关系是气体的内能转化为机械能；故选C。
【例题2】某四冲程汽油机的转速是1500R/min，那么1min里，该汽油机的冲程数和燃气做功次数分别是（）A.3000个，6000次B.6000个，3000个C.3000个，750次D.750个，3000次【答案】C【解析】单缸四冲程汽油机一个工作循环（4个冲程），曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2 次，对外做功1次。
