专题十四 内能的利用 总览 一、知识结构 二、知识清单+方法清单 模块一 热机 一、热机 1. 实验探究—热机工作原理 【进行实验】如图所示，在试管中装一些水，用橡皮塞塞住试管口，固定在铁架台上，用酒精灯给试管加热，水沸腾后，水蒸气会把橡皮塞冲出去，试管口观察到大量“白雾”出现。 【实验分析】酒精燃烧释放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞冲出，这时水蒸气对橡皮塞做功。同时，水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水滴，在试管口可以观察到“白雾”。 该实验装置就是一个简单的热机模型。其能量转化过程是：燃料燃烧，化学能转化为内能，一部分内能通过热传递方式传递给工作物质—水，水内能增大，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气将橡皮塞冲出，水蒸气内能转化为橡皮塞机械能。 【探究结论】利用内能可以 。 2. 热机 （1）热机：利用 做功的机械叫热机。汽车、轮船和飞机等发动机都是利用燃烧燃料释放的内能做功的装置，都是热机。 （2）热机的种类：常见的有 、 、汽轮机、喷气发动机等。 （3）热机的工作原理：燃料的化学能→内能→机械能。 （4）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为 和 两类。 二、汽油机 1. 工作原理：利用汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 2. 主要结构：汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。 3. 工作过程 （1）冲程：活塞在气缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个 。 汽油机的四个冲程 （2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由四个冲程组成： 冲程、 冲程、 冲程和 冲程。完成一个工作循环，活塞往复运动 次，飞轮转动 周，对外做功 次。 （3）汽油机的工作过程 冲程 名称 进气门 排气门 活塞 运动 冲程的作用 能量转化 吸气 冲程 开 闭 向下 吸入 和空气的混合物 压缩 冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物， 使其内能增大，温度___. 机械能转 化为 能. 做功 冲程 闭 闭 向下 产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，带动飞轮转动 内能转化 为 能. 排气 冲程 闭 开 向上 排出 4. 柴油机与汽油机的异同 柴油机的工作过程与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。 柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点： （1）汽油机汽缸顶部有 ，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“ 式”）；柴油机汽缸顶部只有 ，在压缩冲程末，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“ 式”）。 （2）汽油机吸气冲程吸入 的混合物；柴油机吸入气缸内的物质只有 。 考向01 汽油机的工作过程 【例题1】（2024·镇江·中考真题）下面是汽油机工作时的各个冲程示意图，其中做功冲程是（ ） A B C D 方法技巧 1. 判断汽油机工作的冲程 2. 内燃机“两冲程”的能量转化 （1）将机械能转化为内能的是压缩冲程； （2）将内能转化为机械能的是做功冲程； （3）只有做功冲程对外做功，其他三个冲程均依靠飞轮惯性完成。 【训练1-1】（2024·常州·中考真题）四冲程汽油机工作时，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 【训练1-2】（2024·黑龙江鸡西·中考真题）汽油机将内能转化为机械能的是 冲程，某单缸四冲程汽油机飞轮转速是2400r/min，则此汽油机每秒对外做功 次。 考向02 汽油机、柴油机及相关计算 【例题2】如图所示是单缸 ... ...
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