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第十四章 内能的利用
14.1 热机
1. 热机包括内燃机，柴油机和汽油机都属于内燃机，关于热机的下列说法中正确的是（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中将柴油和空气的混合气吸入气缸
C．四冲程汽油机在工作过程中，进、排气门同时关闭的冲程是做功冲程和压缩冲程
D．在柴油机的压缩冲程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
2. 生活中常见的汽车和摩托车大多是采用四冲程汽油机来工作的．四冲程汽油机在一个工
作循环中，下列说法不正确的是（ ）
A．对外做功一次 B．有两次能量转化
C．曲轴转动两周 D．压缩冲程把内能转化为机械能
3. 从原理的发现到实际的应用，往往要解决许多技术上的难题．如图所示的
汽油机只有在做功冲程中燃气才给活塞一个动力，但汽油机却可以连续工作，
其中关键部件是（ ）
A．火花塞 B．连杆 C．曲轴和飞轮 D．进气门和排气门
4. 热机是将________能转化成机械能的机器，如图所示是汽油机的
_______冲程．美国《大众科学》杂志评出2006～2007年度奇思妙想十大发
明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会
把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为
汽车提供动力．第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸中的
水．请你指出该“六冲程引擎”的一个优点：________．
5. 如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花
发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中
滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后揿动电火花发生器的按
钮．你观察到的现象是________．图中情景演示的是“四冲
程”汽油机工作过程中的________冲程，这个情景中
________能转化为________能．
（1）发动机在做功冲程里，高温高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将________
能转化为________能．
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如右表所示．其中排量等
排
于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下
2.0 L
量
止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞
上下运动的距离（既冲程长）．转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的
输出功率 120 kW
周数．
①该发动机在1 s内做功________J，单缸排量V=________L． 转 6000
②在每个做功冲程里，发动机做功W=________J． 速 r/min
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=p V，式
中 p表示燃气对活塞的压强，则 p=________Pa．（1 L=10-3 m3）
14.2 热机的效率
1. 日常生活中，我们使用了干木柴、煤炭、液化石油气、天然气、酒精等多种燃料。关于燃料
的热值，下列说法中属于正确理解的是（ ）
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比
B．燃料的热值跟燃料的质量成正比C．容易燃烧的燃料热值一定大
D．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量
无关
2. 载重大汽车使用的一般是柴油机，而小汽车使用的一般是汽油机，这是因为柴油机的效率
比汽油机高。柴油机的效率高是由于（ ）
A．柴油的热值比汽油的热值大
B．柴油的比热容比汽油的比热容大
C．柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高
D．柴油的密度比汽油的密度大
3. 上海大众汽车有限公司正推出氢燃料电池轿车，用氢气作燃料是利用氢气的________大
的优点．在标准大气压下，若氢气灶的热效率为80%，则3 kg氢气完全燃烧放出的热量可将
________kg的水从20℃加热到沸腾．[已知氢气的热值为1.4×108J/kg，水的比热容为
4.2×103 J/（kg•℃）]．
4. 一台单缸四冲程汽油机，做功冲程中将________能转化为________能．以汽油为燃料的
某品牌小汽车行驶100 km发动机牵引力所做的功为1.15×108 J，消耗汽油10 kg，小汽车
发动机的效率为________．（汽油的热值q =4.6×107 J/kg）
汽油
5. 小明同学为测量地球表面植物吸收太阳能的本领，他用一个脸盆装6 kg的水，水面的表
面积为0.1 m2，经太阳垂直照射15 min，温度升高了5℃，则水吸收的热量为________J，
这部分热量是由________能转化来的；若地表植物接收太阳能的能力与水相同，则每平方
米绿色植物每秒接收的太阳能为________J；若绿色植物在光合作用下每吸收1×103 J的太
阳能可以放出0.05 L的氧气，那么，100 m2绿地每秒可以放出________L的氧气．
6. 近年来，我国部分省份开始推广使用乙醇汽油，乙醇汽油是由10%体积的乙醇与90%体
积的汽油混合而成．已知乙醇的热值为2.4×107 J/L，汽油的热值为3.3×107 J/L．设混合后总
体积不变，请计算乙醇汽油的热值为多少？
【趣味链接】
液化石油气，（Liquefied Petroleum Gas，简称LPG），石油产品之一，为无色气体或黄
棕色油状液体，是丙烷和丁烷的混合物，通常伴有少量的丙烯和丁烯。一种强烈的气味剂乙
硫醇被加入液化石油气，这样石油气的泄漏会很容易被发觉。液化石油气主要用作石油化工
原料，用于烃类裂解制乙烯或蒸气转化制合成气，可作为工业、民用、内燃机燃料。液化石油
气在1910年由沃尔特·史内林博士首次生产出来，1912年出现了第一个商业产品。
液化石油气的热值高达4.6×107 J/kg，一些不法商贩为牟取暴利，常将液化石油气与价
格低廉、热值仅为2.9×107 J/kg的二甲醚混合装入钢瓶内销售给客户．某市质监局对某液化
石油气站销售的瓶装燃气进行检测：将质量为100 kg、初始温度为31℃的水装入容器内，用
高效炉灶燃烧瓶内燃气加热容器中的水直至100℃恰好沸腾，瓶内燃气消耗了0.84 kg．通
过高效炉灶，水能吸收燃气完全燃烧释放热量的75%．
【拓宽延伸】
（1）瓶内燃气的热值是多少？
（2）该液化石油气站销售的瓶装液化石油气有无掺混二甲醚？
14.3 能量的转化和守恒
1. 根据能量的转化和守恒定律可知，能量在转化或转移的过程中，其总量__________．电能
可以使电灯发光，同时产生内能散失在空气中，但这
些内能却无法自动转化为电能．该现象说明能量的转
化具有_____________．
2. 某研究性学习小组对能量转化现象进行了研究，
他们利用铁丝、镍铬丝、灵敏电流计等器材组成一个闭合电路，如图所示，A点为铁丝和镍铬丝绞合在一起组成的加热点．用打火机给A点加热时，
观察到灵敏电流计的指针发生了明显偏转，这一实验现象说明了 能可以转化成
________能．
3. 下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（ ）
A．水轮机带动发电机发电——电能转化为机械能
B．燃料燃烧——化学能转化为内能
C．汽油机的做功冲程——机械能转化为内能
D．给蓄电池充电——化学能转化为电能
4. 根据能量守恒定律，下列四幅图中仅发生能量转移的一组是:（ ）
①试管内的冷水放
入热水中变热
④小灯泡通电发光
A．①② B．②③ C．③④ D．①③
5. 下图表示白炽电灯将电能转化为光能和内能的大致比例，由此可以计算出白炽电灯的发
光效率为_____________．
6. 【科技前沿】下图是火箭发射时的壮观情景．
【问题延伸】火箭发射升空时，燃料通过燃烧将 能转化为燃气的内能，燃气对火箭做
功，又将内能转化为火箭的 能．
第十四章 内能的利用
1. 随着石油的价格不断上涨，双燃料汽车逐渐进入人们的生活，这种汽车以天然气或汽油作为燃料．以下说法正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量越多
B．以天然气为燃料，汽车发动机的效率可以达到100%
C．在压缩冲程中，燃料混合物的温度升高，内能增大
D．汽油与天然气相比，燃烧时汽油对环境的污染较小
2. 据中央人民广播电台报道：我国科学家在南海发现了一种俗称 “可燃冰”的冰块状天然
气水合物，能源总量可达全国石油总量的一半，燃烧1 m3的可燃冰释放的能量与164 m3天
然气相当．由上文可以判断，“可燃冰”（ ）
A．具有较高的内能 B．具有较大的比热容
C．具有较大的热值 D．只有燃烧时才有内能
3. 我国是一个航天大国，2013年将实施“天宫一号”与“神舟十号”载人飞行任务，开展载
人天地往返运输系统首次应用性飞行。发射飞船的火箭常用液态氢作燃料，相同质量的氢和
汽油完全燃烧，氢放出的热量约为汽油的3倍．下列说法正确的是（ ）
A．火箭发动机是一种热机
B．氢的热值约为汽油热值的三分之一
C．火箭上升时，以发射塔为参照物，火箭是静止的
D．火箭加速上升过程中，机械能保持不变
4. 随着我国经济的高速发展，人们的生活水平日益提高，春梅家就刚刚购买了一辆小轿车。
轿车的发动机也是一种热机，关于“热机”，下列说法中正确的是（ ）
A．做功冲程的能量转化是机械能转化为内能
B．改进技术，可以使热机的效率达到100%
C．用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发时吸热的特性
D．冬天晚上要把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时水凝固胀坏水箱
5. 汽车的发动机一般是柴油机或汽油机，它把燃料燃烧放出的________能转化成为柴油机
或汽油机的机械能．汽车发动机常用循环流动的水来帮助它散热，主要是利用了水的____
____较大的特点．在发动机压缩冲程中，通过________的方式改变了气缸内气体的内能．
6. 转速为1200 r/min的四冲程单缸内燃机，若每工作循环做功600 J，该内燃机的功率为
________W．若汽缸的横截面积为200 cm2，活塞一个冲程运动的距离是30 cm，则做功冲
程产生的平均压力是________N，压强是________Pa．
【趣味链接】
火箭是以热气流高速向后喷出，利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置．它自身
携带燃烧剂与氧化剂，不依赖空气中的氧助燃，既可在大气中，又可在外层空间飞行．火箭在
飞行过程中随着火箭推进剂的消耗，其质量不断减小，是变质量飞行体．
现代火箭可用作快速远距离运送工具，如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的
运载工具，以及其他飞行器的助推器等．如用于投送作战用的战斗部(弹头)，便构成火箭武
器。火箭是目前唯一能使物体达到宇宙速度，克服或摆脱地球引力，进入宇宙空间的运载工
具，而火箭的速度是由火箭发动机工作获得的．
【拓展延伸】
（1）“神州飞船”是由我国自行研制的长征运载火箭发射升空的．当火箭在空中高速飞行时，
它的头部与空气摩擦，温度可升至几千摄氏度，为了防止烧坏火箭内部搭载的仪器和设备，
常在火箭的头部涂有一层特殊的材料，为什么？
（2）用水作汽车发动机的冷却液，液态氢作火箭的燃料，是由于（ ）
A．水的比热容较小，氢的热值较大 B．水的比热容较大，氢的热值较小
C．水的比热容较大，氢的热值较大 D．水的比热容较小，氢的热值较小
