12.4热机与社会发展1.复述热机中的能量转化.2.重点:描述四冲程汽油机的基本结构和工作原理.3.认清事物的两面性,知道热机对社会的发展有积极的作用,同时也会影响环境.一、热机1.热机是人类历史上最伟大的发明之一.热机的种类很多,有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等.2.热机的共同特点:将燃料燃烧时的化学能转化为内能,然后通过做功,把内能转化为机械能.二、汽油机3.图示为汽油机的构造,看图填写各部分名称:①进气门、②气缸、③曲轴、④连杆、⑤活塞、⑥排气门、⑦火花塞.4.汽油机在工作时,燃料在汽缸内燃烧,生成高温高压的燃气,推动活塞做功.5.活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程.6.汽油机的四个冲程:吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程.7.(1)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是热机效率.(2)提高热机效率的途径是减少热机工作中各种能量的损失,如:使燃料完全燃烧、减少废气带走的热量、减少机械摩擦等.8.图示为内燃机的能量流向图,则该热机效率η等于(B)A.×100%B.×100%C.×100%D.×100%三、热机与环境9.所有热机工作时都要排放废气,热机排出的废气不仅温度高于环境温度,而且含有铅、二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、二氧化碳等各种对人体有害的物质,严重污染空气.10.减少热机废气中的有害物质、控制废气排放的总量已成为人类保护环境的重要措施.1.探究活动:内能和机械能的转化.仪器:铁架台、试管、水、橡皮塞、酒精灯、火柴.方案:如图所示,把仪器组装好,用火柴点燃酒精灯,对试管里的水加热.现象:水沸腾,塞子被冲出后继续向前运动.实验过程中能量的转化:酒精燃烧,化学能转化为内能,通过热传递的方式将内能转移给水,使水的内能增大,温度升高,水沸腾后,水蒸气的内能转化为塞子的机械能,塞子被水蒸气冲出.结论:塞子被冲出的过程中,水蒸气的内能转化为塞子的机械能.2.汽油机的工作过程.(1)吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞由上端向下运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门进入汽缸.(2)压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩,压强增大,温度升高,把机械能转化为内能.(3)做功冲程:压缩冲程末,汽缸顶部的火花塞发出电火花,点燃缸内燃料,燃料爆发性燃烧,产生高温高压的燃气推动活塞做功,把内能转化为机械能.(4)排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸.(5)想一想并回答下列问题:①在四个冲程中,哪些冲程发生了能量的转化?答案压缩冲程,把机械能转化为内能;做功冲程,把内能转化为机械能.②哪个冲程使汽车获得动力?答案做功冲程把内能转化为机械能,在做功冲程里机械获得了动力.③哪个冲程排出了汽车的尾气?答案排气冲程.④内燃机上飞轮的作用是什么?答案在四个冲程里,只有在做功冲程中内燃机对外做功,飞轮的作用就是靠它的惯性来完成其他三个辅助冲程.3.目前,“节能减排”已引起全球的关注.如何减少能耗,提高汽车发动机的效率越来越受到人们的重视.(1)大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶.请你将图中汽油机工作时的能源图补充完整.(2)发动机的效率是汽车的经济性能指标之一.厂家提供的某汽车出厂的部分参数如下:①测试数据:汽车在平直公路上以90km/h的速度匀速行驶时,百公里耗油量为V0(L),发动机输出功率为P0(kW);②使用燃料:93#汽油[热值为q0(J/kg)、密度为ρ0(kg/m3)].请用以上参数推算出在测试条件下,该汽车发动机的效率.解:η=====.(3)热机的污染包括哪些污染?答案包括废气污染、噪声污染、热污染等.
