第十四章 内能的利用 第1节 热机知识点:热机1.热机(1)内能的利用有两个方面:一是对物体加热;二是对物体做功。如图1所示,在试管内装一些水,用软木塞塞住试管口,用酒精灯给试管加热,使水沸腾,水蒸气会把木塞冲出去。这一过程中,酒精燃烧,酒精的化学能转化为内能;通过热传递的方式传给水和水蒸气,水和水蒸气吸热,内能增加;水蒸气对木塞做功,内能转化为木塞的机械能。图1(2)热机就是人类发明的将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器。(3)热机种类:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。2.内燃机(1)燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机。内燃机是最常见的热机,有汽油机和柴油机两种。(2)汽油机①汽油机:是利用汽缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气推动活塞做功的热机。②构造:如图2所示,主要部件包括汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞等。图2③工作过程:汽油机工作时,活塞在汽缸内往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另一端,叫做一个冲程。汽油机的一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。曲轴和飞轮均转动两周,对外做功一次。在四个冲程中,只有做功冲程是燃气对外做功,其他三个冲程是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性完成。内燃机在启动时,要靠外力驱动飞轮和曲轴转动提供能量,以后才能自己工作。④汽油机的工作过程:次序冲程名称工作示意图进气门开闭情况排气门开闭情况活塞运动方向冲程的作用能量的转化1吸气冲程打开关闭向下吸入燃料和空气的混合物消耗机械能第 1 页


2压缩冲程关闭关闭向上压缩燃料和空气混合物做功,使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末,火花塞放出电火花,点燃燃料压缩燃料和空气的混合物,机械能转化为内能3做功冲程关闭关闭向下高温高压的燃气推动活塞做功。通过连杆、曲轴带动飞轮转动燃料燃烧,化学能转化为燃气的内能,内能转化为机械能4排气冲程关闭打开向上排出废气消耗机械能(3)柴油机①柴油机:是利用汽缸内燃烧柴油产生的高温高压的燃气来推动活塞做功的热机。②构造:柴油机的构造和汽油机大致相同,不同的是柴油机汽缸顶部无火花塞,而有喷油嘴。③工作过程:柴油机的一个工作循环也是由四个冲程组成,曲轴和飞轮转动两周,对外做功一次,活塞往复运动两次。④汽油机与柴油机的比较内燃机项目汽油机柴油机区别构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料汽油柴油吸气冲程吸入汽油和空气的混合物吸入空气压缩冲程压缩程度小,燃料和空气的混合物压强、温度较高压缩程度大,空气的压强、温度更高压缩比吸进气体的 ～ 吸进气体的 ～ 点火方式点燃式压燃式效率效率低,20%～30%效率高,30%～45%应用汽车、小型农用机械拖拉机、坦克、轮船、内燃机车等相同点(1)都是燃料在汽缸内燃烧(2)都是将内能转化为机械能的热机(3)火花塞与喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程末第 2 页


：C点
拨：甲图中,进气门和排气门均关闭,火花塞释放电火花,活塞向下运动,是做功冲程;乙图中,进气门和排气门均关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;丙图中,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程;丁图中,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程。
因此正确排序是丙乙甲丁。考
点:有关内燃机四个冲程的创新问题【例】　
美国《大众科学》杂志评出2019～2019年度奇思妙想十大发明,其中最引人注意的是
“六冲程引擎”,这种引擎在完成四冲程工作后,会把水注入汽缸,使水瞬间变成水蒸气,从而带动活塞运动,产生第
五冲程,为汽车提供动力。第六冲程是让水蒸气进入冷凝器,变成可再次注入汽缸的水。其中第
五冲程相当于四冲程内燃机的　　　　冲程,在第六冲程中发生的物态变化是　　　　。请你指
出该“六冲程引擎”的一个优点:　　　　　　　　　　。 答案
：做功;液化;节约燃料(或节约能源;提高效率等)点
拨：第五冲程水蒸气推动活塞运动,即对活塞做功,将内能转化为机械能,相当于内燃机的做功冲程;第
六冲程中水蒸气由气态变成了液态,属于液化现象。第 3 页
(4)一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成,曲轴和飞轮转动两周,对外做功一次【例】　汽车已走进很多现代家庭,图3为四冲程汽油机汽缸的工作示意图,按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列,下列排序正确的是(　　)图3A.乙丙甲丁 B.甲丁乙丙 C.丙乙甲丁 D.丙丁甲乙答案