熱機考點歸類

賈元真 祝蕊 富春竹

考點一：熱機的定義

例1 （2022·河南模擬）2021年6月17日，長征二號F遙十二運載火箭搭載著神舟十二號載人飛船發射成功，如圖1是火箭發射時的情景。以火箭為參照物，該飛船是的?；鸺l動機（選填“屬于”或“不屬于”）熱機?；鸺褂靡簹渥魅剂?，主要利用了液氫的優點。

解析：熱機是利用燃料燃燒獲取內能再通過做功的方式轉化為機械能的裝置。蒸汽機、內燃機（汽油機和柴油機）、汽輪機、噴氣發動機等都是熱機，火箭發動機也是熱機的一種。

答案：靜止 屬于 熱值大

考點二：沖程的判斷

例2 某汽油機的四個沖程如下圖所示。在該汽油機的一個工作循環中，壓縮沖程結束后，下一個沖程是（）。

解析：四沖程汽油機或柴油機通過吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環進行工作。根據示意圖，一般從三個方面進行沖程的判斷：

（1）看氣門開閉狀態。若兩氣門“一開一閉”，則進氣門打開的是“吸氣沖程”，排氣門打開的是“排氣沖程”;若兩氣門均關閉，則不是“壓縮沖程”就是“做功沖程”。（2）看活塞運行方向。若兩氣門均關閉，活塞向上運動是“壓縮沖程”，向下運動是“做功沖程”。（3）看火花塞（汽油機）或噴油嘴（柴油機）的工作狀況。產生電火花或噴射霧狀柴油的是做功沖程。因此，A是壓縮沖程，B是做功沖程，C是排氣沖程，D是吸氣沖程。

答案：B

考點三：能量的轉化

例3 （2021·浙江·寧波）在如圖2所示的“汽油機模型”實驗中，將少量的汽油噴入筒內，用軟木塞塞住筒口，搖動起電機，觀察到放電針放電，汽油燃燒，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出。該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的（）。

A. 吸氣沖程 B. 壓縮沖程

C. 做功沖程 D. 排氣沖程

解析：四沖程汽油機的一個工作循環中，壓縮沖程是將機械能轉化為內能;做功沖程對外做功是將內能轉化為機械能。當放電針放電時，汽油燃燒，圓筒內氣體的內能增加，氣體對軟木塞做功，軟木塞被高溫高壓的氣體沖出，氣體的內能轉化為軟木塞的機械能。因此該實驗可模擬四沖程汽油機工作時的做功沖程。

答案：C

考點四：熱機的效率

例4 （2021·湖北· 荊門）目前正在我市進行試驗飛行的國產大型水陸兩棲飛機“鯤龍”AG600裝有4臺國產WJ6渦輪螺旋槳發動機，是國家為滿足森林滅火和水上救援的迫切需要，研制的大型特種用途民用飛機。飛機在空中滿載時的最大巡航速度為460 km/h，發動機巡航推力為5 × 104 N。

（1）AG600在高空所受的大氣壓強，比水面附近的大氣壓強;為了執行滅火任務，飛機停在水面吸水，隨著吸水量增加，它受到的浮力（選填“增大”“不變”或“減小”）。

（2）某次試飛中AG600以最大速度滿載巡航1 h，消耗燃油2 × 103 kg，燃油完全燃燒產生的內能為? J，發動機的工作效率為 ? ?? 。（燃油的熱值取4.6 × 107 J/kg）。

解析：熱機的效率計算方法：η = [W有Q放]。其中W有是一定時間內熱機用來做有用功的那部分能量;Q放是相同時間內燃料完全燃燒釋放的熱量。

燃油完全燃燒釋放的熱量Q放 = mq = 2 × 103 kg × 4.6 × 107 J/kg = 9.2 × 1010 J;AG600以最大速度滿載巡航1 h，由v = [st]得，飛機通過的路程s = vt = 460 km/h × 1 h = 460 km = 4.6 × 105 m;推力所做的功W有 = Fs = 5 × 104 N × 4.6 × 105 m = 2.3 × 1010 J;發動機的工作效率η = [W有Q放] = [2.3 × 1010 J9.2 × 1010 J] = 0.25 = 25%。

答案：（1）小 增大 （2）9.2 × 1010 25%

（作者單位：沈陽農業大學附屬中學）