第 10 章 机械能、内能及其转化
第 4 节 热 机 同步练习
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知识点一 内燃机
1.关于热机,下列说法不正确的是( )
A. 热机的功率越大,其工作效率越高
B. 减少城市热 岛效应 的措施之一就是倡导 “绿色出行”
C. 热机是将内能转化为机械能的装置
D. 不管技术如何改进,热机的效率都不可能 达到 100%
知识点二 汽油机和柴油机
2. 下 列过程 中 ,与 热机 的工作 原理相 同 的 是 ( )
A.用气筒给自行车轮胎打气时,气筒壁发热
B. 小孩沿滑梯下滑的过程
C.水壶中水沸腾后,壶盖被水蒸气顶起
D.流星在大气层中穿行过程
3.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( )
4.为了合理利用能源,人们设计了一种燃气型环 保小汽车 . 它的发动机工作时可将燃气燃烧 释放 的 能转化为汽车 行驶 的机械 能 . 它的整个车身大多由轻质材料构成,从而 减小了质量使其较为轻巧,这是因为制作车身 的材料具有较小的 .
5.汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成,其 中对外做功 次 . 为了不让汽油机在 工作时温度升得太高,在设计制造时,汽缸外 有一个水套,让汽缸被水包围着,这是通过 的方式减少汽缸内能 .
6.世界上很多发明都是受到生活现象的启发而 萌生的创意,比如:蒸汽机和汽油机,工作过程 就如 同 图 中风车被推动 . 它们工作时,都是 将 能转化为 能, 图 中是汽油机的工作原理图 .
综合点一 热机的综合计算
8.某单缸 四冲程汽油机 的汽缸活塞面积为 40 cm2,活塞在汽缸中移动的距离是 50 mm,满负 荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 1 × 105
Pa,则做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 N;一个工作循环燃气对活塞做功 J.
综合点二 热机的工作过程
9.如图所示,图A、B、C、D 是四冲程汽油机的工作 示意图,图E、F 是演示实验的示意图,C 图是 冲程,与它原理相同的是 图所 示的演示实验,汽油机的工作示意图中机械能 转化为内能的冲程是 图 . (后两空均 选填字母序号)
10.2013 年 9 月 26 日,一汽大众佛山工厂正式投 产,该工厂生产的全新高尔夫车型正式下线, 佛山分公司生产基地,其生产环节由冲压、焊 装、涂装、总装四个车间完成,平均一分钟即 可产出一辆车 . 而佛山在 2011 年 8 月汽车的 保有量就达到 100 万辆 . 大多数汽车都是以 汽油为燃料 .每辆汽车每年平均耗油 1.8 t, 汽车内燃机的效率平均为 30%,其中热机的能 量损失中,废气带走的能量最多 .
请阅读以上材料,回答下列问题 .
(1)汽油机在一个工作循环中经过了吸气、 、 、排气四个冲程 .
(2)汽车的发动机效率只有 30%,那燃料燃烧 释放的能量到哪里去了呢 请在图中写出两 种损失 .
(3)如果能把内燃机效率提高1%,佛山以 100 万汽车来计算,每年可以节约燃油 t. (汽油的热值为4.6×107 J/kg)
第 10 章 机械能、内能及其转化 第 4 节 热 机 答案与点拨
1.A 2.C 3.D
4. 内 密度
5. 热传递
6. 内 机械 乙
7. (1)60 15 (2)1 800[点拨:(1)已知四冲程汽油机曲轴转速是 1 800 r/min,所以此汽油机每秒
钟转 30 圈,可完成 15 个工作循环,60 个冲程,对外做 15 次功 ; 得,p=5× 105 Pa,活塞
面积S=120 cm2=1.2 × 10-2 m2,燃气对活塞的平均压力F=pS=5× 105Pa× 1.2 × 10-2 m2=6 000 N;活 塞做功一次的路程s=30 cm=0.3 m,一个做功冲程中燃气对活塞做的功 W=Fs=6 000 N×0.3 m= 1 800 J.]
8.400 20[点拨:(1)知道燃气的平均压强和活塞的面积,可利用公式F=pS 计算出平均压力的大 小 .S=40 cm2=40×10-4 m2,燃气对活塞的平均压力F=pS=1× 105 Pa×40×10-4 m2=400 N. (2)知道 活塞在气缸中移动的距离,可利用公式 W=Fs计算出一个做功冲程燃气对活塞做的功 .s=50 mm= 0.05 m,一个工作循环只有一个做功冲程,燃气对活塞做的功 W=Fs=400 N×0.05 m=20 J.]
9.做功 F B
10. (1)压缩 做功 (2)高温废量 机械摩擦 (3)5.8 × 104
[点拨:(1)汽油机的一个工作循环有四个冲程,依次是吸气、压缩、做功和排气四个冲程;(2)据题 目中的能流图分析即可判断 . 内燃机燃料燃烧释放的能量走向:转化为有用机械能 ;更多的能量 是让废气带走了,还有一部分是克服机械之间的摩擦消耗的能量 .
(3)由于内燃机效率提高后有用功是相同的,因为 η = 所以可得 η1qm1 =η2qm2,知道每辆汽
车每年耗油 1.8 t,可求每辆汽车每年节约燃油,继而根据全球的汽车数量可求全球可以节约的
燃油 . 因为内燃机效率提高 1%,所以 η2 = η 1+1%=30%+1%=31%,因为 η = ,所以 W有用 = ηqm,因 为内燃机效率提高后有用功是相同的,所以每辆汽车:η1qm1 =η2qm2,所以m2 = 则每辆汽 车每年节约燃油 : Δm=m1-m2 =m1-× 1.8 t≈0.058 t ;所以佛山
可以节约的燃油 : Δm 总=n Δm=1.0×106 ×0.058 t=5.8 × 104 t.]
