了解：熱機工作原理；熱值概念。

掌握：熱機能量轉化方式與物體内能的變化。

理解：四沖程熱機内能量與做功特點；熱機效率；能量的轉化與守恒定律。

會：熱值的簡單計算。

知識點一：熱機

1.熱機：利用内能做功的機械叫熱機。

熱機的種類：分為蒸汽機、内燃機、汽輪機、噴氣發動機。

内燃機：燃料直接在發動機氣缸内燃燒産生動力的熱機。内燃機根據其所使用的燃料分為汽油機和柴油機兩類。

2. 内燃機的工作原理

（1）汽油機：四沖程汽油機的結構—汽缸、活塞、連杆、曲軸、進氣門、排氣門、火花塞。

沖程—活塞在氣缸内往複運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

汽油機的工作過程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

吸氣沖程—靠慣性運動，吸進汽油與空氣的混合物；

壓縮沖程—外界對氣體做功，機械能轉化為内能，氣體溫度升高；

做功沖程—化學能轉化為内能，氣體溫度升高，氣體對外做功，内能轉化為機械能；

排氣沖程—靠慣性運動，排出廢氣。

（2）柴油機：四沖程柴油機的結構—汽缸、活塞、連杆、曲軸、進氣門、排氣門、噴油嘴。

柴油機的工作過程與汽油機幾乎一樣，但有三個區别：1）吸氣沖程：汽油機吸進的是汽油和空氣的混合物，柴油機吸進的僅僅是空氣；2）壓縮沖程：汽油機壓縮的是汽油和空氣的混合物，汽油機壓縮的僅僅是空氣；3）做功沖程：汽油機用火花塞點火，柴油機用噴油嘴噴油。

要點诠釋：汽油機和柴油機的異同點：

1．熱值（q）：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫熱值；熱值單位是：J/kg。

（1）燃料燃燒放出熱量：Q放 ＝qm；（Q放 是燃料放出的熱量，單位是J；q是熱值，單位是J/kg；m 是質量，單位是kg。）

對于熱值的概念，要注重理解三個關鍵詞：“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是指燃料的質量，如果燃料的質量不是1kg，那麼該燃料完全燃燒放出的熱量就不等于熱值的數值；某種燃料是指熱值與燃料的種類有關；完全燃燒意思是燃料要完全燒盡，否則1kg燃料燃燒過程中，化學能轉變成内能就不是該熱值所确定的值。

2）熱值反映的是某種物質的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學能轉變成内能的本領大小；也就是說，它是燃料本身的一種特性，隻與燃料的種類有關，與燃料的形态、質量、體積等均無關。

2.熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比，叫熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要指标。公式：

3.在熱機的各種損失中，廢氣帶走的能量最多，設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

注意：熱機能量的損失：①燃料未完全燃燒（完全燃燒條件：充足空氣，研磨成細顆粒）； ②廢氣排出帶走能量（廢氣的利用）；③克服磨擦，消耗能量（使用潤滑劑，減小摩擦）。

要點诠釋：燃料在熱機中燃燒時，總有一小部分燃料不能完全燃燒而損失掉，燃料釋放出的内能隻有一部分用來推動熱機的運動，即轉化為熱機的機械能，其餘的能量在廢氣、散熱、機械摩擦中損失掉了，其中廢氣帶走的能量最多，所以設法利用廢氣的能量，是提高燃料利用率的重要措施。熱機的效率是熱機性能的一個重要指标，熱機的效率越高，它的機械性能就越好。

1.能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創生，它隻會從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移過程中，能量的總量保持不變。

2．能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律。

要點诠釋：定律中能的轉化，是指通過做功，能的形式發生了變化，一種形式的能轉化為另一種形式的能。如鑽木取火，就是通過克服摩擦做功，使機械能轉化為内能。能的轉移，是指同一種能從一個物體轉移到另一個物體上，能的形式沒有變化，如熱傳遞過程中，能從高溫物體轉移到低溫物體。

【備考方略】1.内燃機活塞在汽缸内往複運動時，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。

四沖程内燃機包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。

2.在單缸四沖程内燃機中，吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程為一個工作循環，每個工作循環曲軸轉2周，活塞上下往複2次，做功1次。

3.汽油機和柴油機的比較：

①汽油機的氣缸頂部是火花塞；柴油機的氣缸頂部是噴油嘴。

②汽油機吸氣沖程吸入氣缸的是汽油和空氣組成的燃料混合物；柴油機吸氣沖程吸入氣缸的是空氣。

③汽油機做功沖程的點火方式是點燃式；柴油機做功沖程的點火方式是壓燃式。

④柴油機比汽油機效率高，比較經濟，但笨重。

⑤汽油機和柴油機在運轉之前都要靠外力輔助啟動。

【備考方略】在這四個沖程中隻有做功沖程是燃氣對活塞做功，而其它三個沖程（吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程）是依靠飛輪的慣性來完成的。

壓縮沖程将機械能轉化為内能。

做功沖程是由内能轉化為機械能。

考點三：熱機效率及相關計算

【備考方略】1.熱機工作時，不能把燃料釋放的能量全部利用。主要原因是機械散發熱量造成能量損失、廢氣排放也損失部分能量、發動機各部分零件相互摩擦消耗部分能量等。所以，熱機利用的做有用功的熱量隻占燃料燃燒放出熱量小部分。 

2.熱機效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比。由于熱損失的原因多，熱機效率一般較低。熱機是人類使用的主要動力機，盡管它的效率不高，我們仍然離不開它。

3.為了合理利用能量人類一直在努力提高熱機效率。提高熱機效率的途徑：讓燃料充分燃燒；減少發動機各部分之間的摩擦。

【備考方略】能量守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。從物理、化學到地質、生物，大到宇宙天體。小到原子核内部，隻要有能量轉化，就一定服從能量守恒的規律。從日常生活到科學研究、工程技術，這一規律都發揮着重要的作用。人類對各種能量，如煤、石油等燃料以及水能、風能、核能等的利用，都是通過能量轉化來實現的。能量守恒定律是人們認識自然和利用自然的有力武器。

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