初中物理
内燃机
模块一思维导图构建知识体系
模块二基础知识全梳理(吃透教材)
模块三教材习题解析
模块四核心考点精准练(7道题)
模块五小试牛刀过关测(6道题)
1.了解可以利用内能来做功,知道热机的概念,知道内燃机是热机的一种。
2.了解四冲程汽油机和柴油机的构造。
3.了解内燃机各冲程的工作状态和能量转化。
■知识点一:热机
1.定义:
利用燃料的燃烧把内能转化为机械能的装置。
2.原理:燃料燃烧把化学能转化为内能,内能又转化为机械能。
3.种类:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。
4.内燃机:
(1)定义:燃料在气缸内燃烧从而产生动力的热机。
(2)分类:主要有汽油机和柴油机。
瓦特(1736年~1819年)是英国著名的发明家,是第一次工业革命时的重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的蒸汽机。这种蒸汽机以后又经过一系列重大改进,成为了“万能的原动机”,在工业上得到广泛应用。瓦特开辟了人类利用能源的新时代,标志着工业革命的开始。后人为了纪念这位伟大的发明家,把功率的单位定为“瓦特”。
■知识点二:汽油机和柴油机的相同点
1.冲程:活塞从气缸一端运动到另一端。
2.四冲程内燃机:每一个工作循环都分为四个冲程。吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3.四冲程内燃机工作过程:
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门
开
关
关
关
排气门
关
关
关
开
活塞
下
上
下
上
能量转化
--
机械能转化为内能
内能转化为机械能
--
4.一个工作循环四个冲程,活塞往复2次,飞轮转动2周,对外只做1次功,其它3个冲程要靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程:小旋转的飞轮通过曲轴连杆带动活塞,使活塞从气缸上部向下运动,进气阀开启,空气和汽油的混合气体通过进气道进入缸内。
(2)压缩冲程中,两个气阀关闭,活塞在飞轮带动下,从气缸下部向上运动,缸内混合气体被压缩,机械能转化为内能,因此,内能增加、温度升高、压强增大;
(3)做功冲程:压缩冲程结束后做功冲程开始时,气缸顶部的火花塞发出电火花,缸内气体爆发性燃烧,高温高压气体迅速膨胀,使活塞向下运动,内能转化为机械能。
(4)排气冲程:旋转的飞轮通过曲轴连杆带动活塞,使活塞从气缸下部向上运动,排出缸内废气。
■知识点三:汽油机和柴油机的不同点
内燃机
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
结构
火花塞
喷油嘴
吸入物质
汽油和空气混合物
空气
压缩程度
较小
较大
点火方式
点燃式
压燃式
效率
较低
较高
应用
轻型机械
重型机械
小试牛刀:
一个四冲程柴油机的铭牌上标有“1200r/min”,则该柴油机每秒钟可以进行个冲程,对外做功次。
教材原题(P48-49)
1.内燃机的工作过程由_______、_______、_______、_______四个冲程组成,其中,将机械能转化为内能的是_______冲程,将内能转化为机械能的是_______冲程。
【答案】吸气、压缩、做功、排气;压缩;做功。
【解析】略。
2.在内燃机工作的四个冲程中,发生内能和机械能相互转化的是()。
A.吸气冲程和压缩冲程B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程D.排气冲程和吸气冲程
【答案】B。
【解析】(1)压缩冲程中,两个气阀关闭,活塞在飞轮带动下,从气缸下部向上运动,缸内混合气体被压缩,机械能转化为内能,因此,内能增加、温度升高、压强增大;(2)压缩冲程结束后做功冲程开始时,气缸顶部的火花塞发出电火花,缸内气体爆发性燃烧,高温高压气体迅速膨胀,使活塞向下运动,内能转化为机械能。
3.四冲程汽油机工作时,活塞向上运动,并依靠飞轮的惯性来完成运转的冲程是()。
A.吸气冲程和做功冲程B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程D.压缩冲程和排气冲程
【答案】D。
【解析】(1)排气冲程中,旋转的飞轮通过曲轴连杆带动活塞,使活塞从气缸下部向上运动,排出缸内废气。(2)压缩冲程中,两个气阀关闭,活塞在飞轮带动下,从气缸下部向上运动,缸内混合气体被压缩,机械能转化为内能,因此,内能增加、温度升高、压强增大。
4.在表格中填入汽油机和柴油机的区别:
【答案】
内燃机
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
结构
火花塞
喷油嘴
吸入物质
汽油和空气混合物
空气
压缩程度
较小
较大
点火方式
点燃式
压燃式
效率
较低
较高
应用
轻型机械
重型机械
【解析】略。
1.(2023·辽宁丹东)如图所示是四冲程汽油机其中一个冲程的示意图,这是冲程;到加油站给汽车加油时,能闻到汽油味儿,这是现象。
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