热机和热机的效率知识点和习题带答案.doc

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1、第3讲热机和热机的效率一、热机1.热机的相关概念热机——利用内能做功的机械。例如：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。内燃机——燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。热机分为汽油机和柴油机两类。2.内燃机的工作原理汽油机四冲程汽油机的结构——汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞，要会画图。冲程——活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。吸气冲程——靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；压缩冲程——外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；做功冲程——化学能转化为内能，气体温度升高

2、，气体对外做功，内能转化为机械能；排气冲程——靠惯性运动，排出废气。柴油机四冲程柴油机的结构——汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴，要会画图。柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。【练习1】1、标出下列四图的名称，并说明其作用和能量转化过程。2、一台单缸四冲程柴油机的转速为2400r/min，它每秒完成几个冲程，做几次功？二、热机的效率1.燃料的热值热值——单位质量的燃

3、料完全燃烧所放出的热量，用符号q表示。热值的单位是J/kg，气体燃料热值的单位是J/m3。质量为m的燃料，完全燃烧所放出的热量为或，视热值的单位而定。2.热机的效率在热机中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。【练习2】3、现在火锅通常用一种被称为“固体酒精”的物质作为燃料，已知这种燃料的热值是1×107J/kg，完全燃烧0.21kg“固体酒精”能放出多少热量？若放出的热量都被火锅中的水吸收，求能使多少kg的水温度升高50oC？1、我国的地热资源相当丰富，已经发现的天然温泉就有2000处以上，温泉水的温度大多在60oC以上，个别地方达到100oC—1

4、40oC。（1）100kg的温泉水从60oC降低到20oC时所放出的热量是多少J？（2）这相当于多少m3煤气完全燃烧放出的热量？（煤气的热值为4.2×107J/m3）2、某饰品加工厂有酒精喷灯加工饰品，张师傅在1分钟内用去酒精5g，被加工的一只质量为36g的铜饰品温度从20℃升高到1070℃，求：（1）铜饰品吸收的热量是多少？（2）酒精完全燃烧放出的热量是多少？（3）酒精喷灯的效率是多少？（c铜=4.2×103J/（kg·oC），q酒精=3×107J/kg）3、小洋家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为8.4×107J／m3，放出的热量有50％被有效利用，现要将质量为4kg

5、，初温为25℃的水加热到100℃，需要完全燃烧多少立方米的天然气？4、洒精是实验室里常用的燃料，现用酒精灯来加热水，若洒精完全燃烧产生的热量有50%被水吸收，现在把0.5kg、20oC的水加热到100oC，需要燃烧多少克酒精？（q酒精=3×107J/kg）5、小星家的太阳能热水器，水箱容积是200L．小星进行了一次观察活动：某天早上，他用温度计测得自来水的温度为20℃，然后给热水器水箱送满水，中午时“温度传感器”显示水箱中的水温为45℃．请你求解下列问题：（1）水箱中水的质量；水吸收的热量；（2）如果水吸收的这些热量，由燃烧煤气来提供，而煤气灶的效率为40％，求至少需要燃烧多少kg的煤

6、气？（煤气的热值为q=4.2×107J／kg）6、一辆汽车，总重为1.2×104N，四个轮胎与地面接触的总面积为0.12m2，该车在平直公路上匀速行驶1h，消耗汽油10L，汽油完全燃烧放出的热量有30％转化为机械能。(汽油的热值为4.6×107J／kg，密度为0.7×103kg／m3，g=10N／kg)求：（1）该车静止在水平路面上时，对路面的压强是多少?（2）10L汽油完全燃烧放出的热量是多少?（3）这段时间内该汽车发动机的功率是多少kW?(功率的计算结果保留小数点后一位)7、随着人们生活水平的日益提高，小汽车越来越多地走进了百姓人家。一辆使用汽油为燃料的小汽车，以72km/h的速度

7、在水平路面上匀速行驶时，发动机的实际功率为20kW。若小汽车行驶的距离为100km，汽油的热值q＝4.6×107J/kg，小汽车发动机的效率为25％。求小汽车在这段路程中：（1）小汽车运动的时间；（2）发动机所做的功；（3）消耗汽油的质量。参考答案：1、甲-压缩冲程；乙-排气冲程；丙-做功冲程；丁-吸气冲程，其余见知识点解释。2、每秒完成80个冲程，做20次功.3、（1）Q放=2.1×106J；（2）m水=10kg.4、（1）Q放=1.6×10