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初中三年级物理

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    内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,实现将内能转化为机械能的是 ________ 冲程。发动机运行前必须加润滑油,是为了_________________。某品牌汽车100km耗油7kg,这些汽油完全燃烧要放出__________J的热量。(汽油的热值q=4.6×107J/kg)
    本题信息:2011年四川省中考真题物理填空题难度一般 来源:牛青丹
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本试题 “内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程,实现将内能转化为机械能的是 ________ 冲程。发动机运行前必须加润滑油,是为了_________________。某...” 主要考查您对

热值

内燃机的四个冲程

增大或减小摩擦的方法

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  • 热值
  • 内燃机的四个冲程
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燃料的热值:
定义 1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
物理意义 反映燃料燃烧放热本领的物理量
单位 J/kg或J/m3(气体)
单位意义 例:干木柴热值1.2×107J/kg表示1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×107J
性质 热值是燃料的一种特性
燃料燃烧放热公式 Q=mq 或Q=v·q
m代表质量,单位kg
q代表热值,单位J/kg
V代表体积,单位m3
Q代表放出的热量,单位J

热值概念的理解:
(1)燃料的热值与燃料的种类有关,热值反映的是所有能燃烧的物质的一种性质,也就是说它是燃料的一种特性,反映了不同燃料在燃烧过程中,化学能转化为内能的本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。

(2)“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽,1kg的某种燃料,只有在完全燃烧的情况下,放出的热量才等于这种燃料的热值,若该燃料在燃烧时没有完全燃烧,放出的热量就比对应的热值小。
燃料及其燃烧
 能够燃烧并且在燃料时放出光和热的物质,叫做燃料。
 燃料的燃烧是一种化学变化,在燃烧的过程中,燃料的化学能转化为内能,这就是我们常说的释放能量,然后,转移到其他物体上或转化为其他形式的能量供人们使用.
 说明:按照状态,燃料可分为固体燃料(如煤、炭、木材等)、液体燃料(如汽油、煤油、石油等)和气体燃料(如天然气、煤气、沼气等)。

内燃机、冲程及工作循环
1.内燃机:燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机,内燃机分为汽油机和柴油机。它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧,从而使燃烧更充分,热损失更小,热效率较高,内能利用率较大。

2.冲程:活塞在汽缸内住复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。

3.工作原理:四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。四个冲程为一个工作循环,在一个工作循环中,活塞往复两次,曲轴转动两周,四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入气缸;
(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;
(3)做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功;
(4)排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。(如下四个冲程的示意图) 。



 汽油机的工作过程
进气阀开关 排气阀开关 活塞运动 曲轴运动 冲程作用 能量的转化
吸气冲程 向下 半周 吸入汽油和空气的混合物 ——
压缩冲程 向上 半周 燃料混合物被压缩,温度升高,压强增大 机械能→内能
做功冲程 向下 半周 燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴对外做功 内能→机械能
排气冲程 向上 半周 排除废气 ——
说明 一个工作循环中,有两次内能与机械能的转化:压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能

柴油机和汽油机的区别:
汽油机 柴油机
构造不同 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴
燃料不同 汽油 柴油
吸气冲程 汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物 柴油机在吸气冲程中只吸入空气
点火方式 压缩冲程末,火花 塞产生电火花点燃燃料,称为点燃式 压缩冲程末,喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃,称为压燃式
效率 效率低20%一30% 效率高30%~45%
应用 自重轻便,主要用于汽车、飞机、摩托车等 机体笨重,主要用于载重汽车、火车、轮船等

区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法:
区分汽油机和柴油机时,要从构造上区别,有喷油嘴的是柴油机,有火花塞的是汽油机,一要看进气门、排气门的开闭状态,二要看活塞的运动方向,在此基础上进行综合分析。判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向,具体情况如表所示:
冲程 进气门 排气门 活塞运动方向
吸气冲程 打开 关闭 向下运动
压缩冲程 关闭 关闭 向上运动
做功冲程 关闭 关闭 向下运动
排气冲程 关闭 打开 向上运动

归纳:
(1)“有利”摩擦:增大摩擦的方法:增加接触面的粗糙程度;增大压力;使滚动变为滑动。

(2)“有害”摩擦:减小摩擦的方法:减少粗糙面的粗糙程度;减小压力;变滑动为滚动;使物体接触面稍稍分离。
增大,减小摩擦:
增大有益摩擦的方法 (1)增大接触面的粗糙程度,如汽车轮胎做上花纹;
(2)增大压力,如骑白行车捏闸的力越大,摩擦力越大;
(3)变滚动为滑动,如汽车急刹车时车只滑不滚;
(4)变湿摩擦为干摩擦
减小有害摩擦的方法 (1)使接触面变光滑;
(2)减小压力;
(3)用滚动代替滑动;
(4)使接触面分离;
(5)变干摩擦为湿摩擦


摩擦力不都是阻力:
     不能把摩擦力只看做是一种阻力,有时可以是动力。例如.放在卡车上的货物,随卡车一起加速运动时,货物受到的静摩擦力是阻碍它和卡车相对滑动,但却是使它能够随卡车一起运动的动力。传送带运送货物时,如图所示,当电动机刚启动时,物体随传送带向右运动:物体就是依靠传送带对它的摩擦力才能运动的,在刚开始加速运动的时间内,物体受到的摩擦力方向与物体的运动方向一致。一旦物体在水平传送带上做匀速直线运动时,物体与传送带之间就没有了相对运动或相对运动的趋势,物体与传送带之间也就没有了摩擦力。这里,传送带也是靠与皮带轮的摩擦转动的。另外人走路、汽车启动都靠摩擦,这时摩擦是有益的。

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