沪科版物理九年级下册13.3《内燃机》知识点+视频微课

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知识点讲解

13.3《内燃机》

重点知识：

一、燃料及其热值
热值：1Kg某种燃料完全燃烧所释放出来的热量。
1、热值是燃料的特性，不是所有的物质都具有的特性。它反映的是燃料燃烧过程中所释放热量本领大小的物理量。热值只与物质的种类有关，与物质的质量和体积无关。
2、热值的单位：J/Kg
3、燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。
用m表示燃料的质量，用q表示燃料的热值，用Q_放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则有：Q_放=mq。
例：某中学为学生供应热水，用锅炉将200Kg的水从20℃加热到100℃，需要燃烧多少无烟煤？（无烟煤的热值是3.4×10⁷J/Kg）
燃料不能被有效利用的因素：
1、燃料燃烧需要氧气助燃，供养不足使燃料不能完全燃烧。
2、烟气带走了大量热量，使周围空气很热。
3、一部分热量被锅炉或辅助设施吸收。
二、炉子的效率
炉子有效利用热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。
提高锅炉的效率和燃料的利用率的措施：
（1）尽量使燃料完全燃烧：a 用风箱和吹风机增加供氧量。b 不烧煤粉而烧煤粒，加大送风量，把煤粒在炉膛里吹起来燃烧，可以燃烧得更充分。
（2）减少热损失：a 用各种办法加大受热面，可以减少烟气带走的热量。b 尽量采用隔热材料。
三、内能的利用
1、利用内能来加热
内能的一个重要应用就是直接用它来加热物体。
实验：内能转化为机械能
在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被弹起，请说出这个过程中能量转化的情况。
燃料的化学能转化为内能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的机械能。
四、内燃机
1、内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。
内燃机：①汽油机——利用汽油作燃料的机器。
②柴油机——利用柴油作燃料的机器。
2、汽油机的工作过程
汽油机是在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。汽油机是利用四个冲程循环工作的。
四个冲程：
吸气冲程：在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，此时，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，燃料混合物被压缩，混合气体的压强增大，温度升高。机械能转化为内能。
做功冲程：在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压的燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞由下向上运动，把废气排出气缸。活塞又向下运动，开始下一个工作循环。
3、工作过程特点：
（1）内燃机工作时，四个冲程周而复始，在内燃机的一个工作循环中，活塞来回往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
（2）只有做功冲程是对外做功的，其余的三个冲程是辅助冲程。靠飞轮的惯性完成。
（3）在压缩冲程中，是机械能转化成内能，在做功冲程中，是内能转化为机械能。
（4）内燃机不能自动启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，带动活塞运动，以后内燃机才能自己做功。
4、柴油机
柴油机和汽油机的相同点：
（1）基本构造和主要部件的作用相似。
（2）每个工作循环都一样，由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
（3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功。
（4）在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。
柴油机和汽油机的不同点：
（1）构造：柴油机的气缸顶部没有火花塞，而是一个喷油嘴。
（2）吸入物质：汽油机吸入的是汽油和空气的燃料混合物，而柴油机吸入的是空气。
（3）点火方式：点火方式不同，汽油机为点燃式，柴油机为压燃式。
（4）效率：柴油机比汽油机的效率高。
5、内燃机的应用
（1）汽油机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
（2）柴油机的应用
柴油机比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。

五、热机效率
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能力之比。
1、热机的效率是热机性能的一个重要指标。如：两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆效率高，性能好。
2、热机中能量的转化
如何提高热机的效率？
（1）尽量使燃料充分燃烧。
（2）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失。减少散热。注意保养，保证热机良好的润滑，尽量减少热机部件间的摩擦，提高效率。
（3）在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。热电站就是利用蒸汽轮机的废气来供热的。

精品课件：

同步练习

13.3《内燃机》1、用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（　　）

A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大

B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能

C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同

D．软木塞的机械能守恒

   图4

2、下列说法中, 正确的是（       ）

A. 机械能为零的物体, 内能一定也为零

B. 炽热的铁水具有内能, 冰冷的铁块不具有内能

C. 铁丝被快速弯折的过程中, 温度升高是因为机械能转化成内能

D. 汽油机的压缩冲程中, 主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能

3、如下图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内

水蒸气推出，水蒸气的       能转化为塞子的机械能。右图      中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。

    图6

4、如图1所示是汽油机工作示意图，其中压缩冲程是把_______能转化为_______能．如图2甲、乙所示，是我们课堂演示的两个实验，与压缩冲程原理相同的是_______

图3

5、发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸．若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示．

图5

汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序

是___________________（对甲、乙、丙、丁重新排序），_____图所示的冲程内燃机给汽车提供动力．

6、如图是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是（　　）

A．烤火取暖                B．搓手取暖

C．向手“呵气”取暖            D．用热水袋取暖

                     图9

7、汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过_____的方式增加内能。为了降低气缸体的温度，气缸外有一个水箱体，使气缸被水包围着，这是通过_____的方式减少气缸的内能，用水来包围气缸是因为水的__________。

8、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（      ）

A．①做功冲程  ②内能转化为机械能  ③压缩冲程  ④机械能转化为内能

B．①压缩冲程  ②内能转化为机械能  ③做功冲程  ④机械能转化为内能

C．①压缩冲程  ②机械能转化为内能  ③做功冲程  ④内能转化为机械能．

D．①做功冲程  ②机械能转化为内能  ③压缩冲程  ④内能转化为机械能

9. 如图2所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型．燃料燃烧使水温升高，水的_______能增加，再转化为汽车的_______能，使汽车前进．

图2

●●● END ●●●

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