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2019九年级物理上册2.2内燃机内燃机的工作过程精讲精练新版教科版0707244精品教育.doc

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内燃机的工作过程 初中物理 内燃机的工作过程 【考点精讲】 1. 使用最广泛,最常见的热机是内燃机。内燃机的基本特点是让燃料在机器的汽缸内燃 烧,生成高温高压的燃气。利用燃气作为工作物质去推动活塞做功。内燃机有汽油机和柴油 机两种。 2. 内燃机的四个冲程: 吸气冲程:“进开、排闭、向下冲”,吸进汽油和空气燃料的混合物; 压缩冲程:“双闭、向上冲”,混合物燃烧被压缩,压强增大,温度升高; 做功冲程:“双闭、向下冲”,压缩末尾,火花塞点火,燃料燃烧,产生高温高压燃气 对外做功; 排气冲程:“排开、进闭、向上冲”,把废气排出汽缸。 3. 汽油机和柴油机的异同: 巧对比,看异同:汽油机和柴油机是两种常见的内燃机,它们的相同之处在于:基本构 造和主要部件的作用相似;每个工作循环都有四个冲程。 看结构:汽油机汽缸顶部有火花塞、无喷油嘴;柴油机顶部有喷油嘴、无火花塞。 用燃料:汽油机为汽油,柴油机为柴油。 析过程:吸气冲程中,汽油机吸进的是汽油和空气的混合物,柴油机吸进的是空气,其 他冲程类似。 【典例精析】 例题 1 如图所示是四冲程汽油机工作示意图,其中压缩冲程是把 能转化 为 能。如图甲、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 实验。 思路导航:压缩冲程是把机械能转化为内能的过程。甲图是用力将活塞压下,活塞对空 气做功,空气的内能增大,温度升高,达到了棉花的着火点,棉花就会燃烧,它是通过对物 体做功来增大物体内能的,是将机械能转化为内能的过程;乙图对试管中的水加热,加快水 的蒸发,使试管中水的内能增大,体积膨胀,对外做功,使塞子飞出去,内能转化为塞子的 机械能。因此与压缩冲程原理相同的是甲实验。 答案:机械;内;甲 例题 2 科学家发明了一款单缸六冲程内燃机,它每一个工作循环的前四个冲程与单缸 四冲程内燃机相同,在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高 温、高压水蒸气,推动活塞再次做功,水蒸气温度 (选填“升高”、“降低”或“不 变”),其内能 (选填“增大”、“减小”或“不变”),这样燃烧同样多的燃料获 得了更多的机械能,提高了热机的 。为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲 程是 冲程。 思路导航:在做功冲程中,高温气体迅速膨胀对活塞做功,气体的内能减小,转化为机 械能;在第四冲程结束后,立即向汽缸内喷水,水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸 气,推动活塞再次做功,水蒸气温度降低;这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能,提 高了热机的效率;为进入下一个工作循环,这款内燃机的第六冲程是排气冲程。 答案:降低;减小;效率;排气 例题 3 (自贡中考)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( ) 第1页 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 D. 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 思路导航:本题考查的是热机的四个冲程及能量转化。热机的四个冲程分别是吸气冲程、 压缩冲程、做功冲程和排气冲程,压缩冲程是机械能转化为内能,做功冲程是内能转化为机 械能,故本题选 D。 答案:D 例题 4 转速为 2400 r/min 的四冲程内燃机,每秒钟经过______个冲程,做功______ 次,若该内燃机功率是 12 000 W,则一次做功为____J。 思路导航:四冲程内燃机一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在一个 工作循环中,活塞在汽缸中往复两次,曲轴转动两周,对外做一次功。此四冲程内燃机的转 速为 2 400 r/min,1 s 转 40 转,转 2 转是一个工作循环,1 s 完成 20 个工作循环,经过 80 个冲程,做功 20 次,一次做功 W=P·t=12 000 W×210 s=600 J。 答案:80;20;600 【总结提升】 1. 冲程咋识别,看门看活塞:判断内燃机工作过程中属于哪一个冲程,需要看两个因素: 一是看进气门和排气门是打开还是关闭,二是看活塞的运动方向。具体判断方法如下:进气 门打开的是进气冲程,排气门打开的是排气冲程;进气门和排气门都关闭时,活塞向上运动 的是压缩冲程,活塞向下运动的是做功冲程。 2. 一做功,三惯性:汽油机的四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程 只是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 3. 12221:在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,飞轮转两圈,对外做 功一次。 4. 两冲程,两转化:压缩冲程中,飞轮带动活塞压缩吸入的气体做功,使气体温度升高, 把机械能转化为内能;做功冲程中,燃料燃烧产生的高温高压燃气推动活塞做功,把内能转 化为活塞、飞轮的机械能。 第2页



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