九年級物理上冊 第十二章《內(nèi)能與熱機(jī)》方法在手 答題無憂 (新版)粵教滬版.doc
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九年級物理上冊 第十二章《內(nèi)能與熱機(jī)》方法在手 答題無憂 (新版)粵教滬版.doc
方法在手 答題無憂一、熱機(jī)沖程與能量轉(zhuǎn)化的判斷判斷內(nèi)燃機(jī)的沖程分兩步:一是看清兩個(gè)氣門的關(guān)、閉狀態(tài),二是看清活塞的運(yùn)動(dòng)方向。兩個(gè)氣門一個(gè)打開,一個(gè)關(guān)閉:活塞向下運(yùn)動(dòng)是吸氣沖程;活塞向上運(yùn)動(dòng)就是排氣沖程。兩個(gè)氣門都關(guān)閉:活塞向下運(yùn)動(dòng)是做功沖程,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;活塞向上運(yùn)動(dòng)就是壓縮沖程,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。例1 汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分,現(xiàn)代汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī),如圖1是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖,下列說法中正確的是( )圖1A.甲沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B.乙沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C.丙沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.丁沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析 甲圖兩個(gè)氣門都關(guān)閉,活塞向上運(yùn)動(dòng),是壓縮沖程,將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,A正確;乙圖排氣門打開,活塞向上運(yùn)動(dòng),是排氣沖程,沒有能量轉(zhuǎn)化的過程,B錯(cuò)誤;丙圖兩個(gè)氣門都關(guān)閉,火花塞點(diǎn)火,使燃料猛烈燃燒,燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng),是做功沖程,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,C錯(cuò)誤;丁圖進(jìn)氣門打開,活塞向下運(yùn)動(dòng),是吸氣沖程,沒有能量轉(zhuǎn)化的過程,D錯(cuò)誤。答案 A二、熱機(jī)的轉(zhuǎn)速與做功次數(shù)的關(guān)系四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作原理相同,完成的工作循環(huán)數(shù)、對外做功的次數(shù)、飛輪的轉(zhuǎn)數(shù)及沖程數(shù)可簡記為“1124”,即一個(gè)工作循環(huán),對外做功1次,飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)2周,經(jīng)歷四個(gè)沖程。例2 四沖程汽油機(jī)的轉(zhuǎn)速為600r/min,則在每秒種內(nèi),汽油機(jī)對外做功的次數(shù)為( )A.300次 B.600次 C.10次 D.5次解析 如果不注意是每秒鐘內(nèi),很容易錯(cuò)A,或誤認(rèn)為飛輪每轉(zhuǎn)一周做功一次而錯(cuò)選C。汽油機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中,活賽往復(fù)2次,曲軸轉(zhuǎn)2周,經(jīng)歷4個(gè)沖程,對外做功1次,也就是曲軸轉(zhuǎn)2周做功1次。600r/min10r/s,即每秒轉(zhuǎn)10r,完成5個(gè)工作循環(huán),對外做功5次。答案 D例3 (xx 安順)一臺四沖程柴油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min,則在1s內(nèi),柴油機(jī)完成_個(gè)沖程;對外做功的次數(shù)是_。解析 在四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中,完成4個(gè)沖程,對外做功1次,曲軸和飛輪轉(zhuǎn)2圈。一臺柴油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min,則該柴油機(jī)每秒鐘轉(zhuǎn)40圈,完成20個(gè)工作循環(huán),柴油機(jī)完成80個(gè)沖程;對外做20次功。答案 80 20三、熱機(jī)效率的計(jì)算熱機(jī)效率的計(jì)算公式是,對內(nèi)燃機(jī)而言,輸出的機(jī)械能為有效利用的能量,一般根據(jù)汽油機(jī)的輸出功率可得到做有用功的能量,即;燃料燃燒放出的能量為總能量,可利用公式求得。車型某品牌轎車排氣量1.8L最大功率75kW空燃比14:1汽油熱值4.6107J/kg例4 下表是某品牌小轎車的一些技術(shù)參數(shù),其中排氣量是指發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸的工作容積,一般情況下,發(fā)動(dòng)機(jī)的排氣量越大,功率越大;空燃比是指汽缸內(nèi)空氣和燃油的質(zhì)量比。當(dāng)該發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率工作時(shí),汽缸內(nèi)汽油和空氣的混合物密度為1.35kg/m3,1min內(nèi)高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功2600次。求發(fā)動(dòng)機(jī)以最大功率工作時(shí):(1)1min內(nèi)做的有用功;(2)對外做功1次消耗汽油的質(zhì)量;(3)熱機(jī)的效率。解析 (1)1min內(nèi)所做的有用功:(2)做功1次消耗汽油的質(zhì)量:(3)1min內(nèi)汽油完全燃燒釋放的熱量:熱機(jī)的效率:答案 (1)4.5106J/ (2)1.6210-4kg/ (3)23.2%例5 如圖2所示為汽油機(jī)做功沖程的示意圖。若某型號單缸四沖程汽油機(jī)的活塞直徑為60mm(面積近似為S3.0103m2),活塞沖程長度為L0.06m,某種工作狀態(tài)下做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為p1.0106Pa,活塞以n1380次/分鐘做往復(fù)運(yùn)動(dòng),汽油機(jī)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次,對外做功一次。圖2(1)汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下的功率是多少?(2)如果此工作狀態(tài)下每分鐘消耗20g汽油,那么汽油機(jī)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率是多少?(q汽油4.6107J/kg、不計(jì)摩擦)解析 (1)該汽油機(jī)做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋毫=pS=1.0106Pa3.0103m2=3103N。做功沖程一次所做的功W1=FL=3103N0.06m=180J。汽油機(jī)氣缸中活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次,對外做功一次,由題設(shè)活塞每分鐘往復(fù)運(yùn)動(dòng)1380次可知,該汽油機(jī)每分鐘對外做功690次,則該汽油機(jī)的功率P=。(2)汽油機(jī)每分鐘對外做功W=690180J=1.242105J。20g汽油完全燃燒放出的熱量為Q放=mq=0.02kg4.6107J/kg=9.2105J。該汽油機(jī)在此工作狀態(tài)下,把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為答案 (1)2070W (2)