第十四章內(nèi)能的利用第4節(jié)跨學(xué)科實踐：制作簡易熱機模型基礎(chǔ)回顧1.隨著科技的發(fā)展，熱機已經(jīng)被應(yīng)用到了不同的領(lǐng)域.下列設(shè)備工作過程中使用了熱機的是()A.殲?20戰(zhàn)斗機 B.奧運會比賽帆船C.山地自行車 D.風車

熱機的分類、工作過程及能量轉(zhuǎn)化A2.關(guān)于熱機，下列說法錯誤的是( A)A.汽油機的做功沖程是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B.柴油機除了做功沖程外，其他三個沖程都靠飛輪慣性完成C.汽油機在吸氣沖程中，是將汽油和空氣混合物吸入氣缸內(nèi)D.柴油機頂部有噴油嘴，汽油機頂部有火花塞A3.如圖甲是

柴油

(選填“汽油”或“柴油”)機，該沖程為

壓縮

沖程，發(fā)動機采用以水為主要成分的冷卻液來降溫，這是因為水的

比熱容

較大.小剛對家中的小汽車進行了一些研究：如圖乙所示，一個工作循環(huán)的正確順序是

DBAC

(選填字母)；柴油壓縮比熱容DBAC如圖丙，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放入一小團干燥的脫脂棉，用力把活塞迅速壓下，脫脂棉燃燒，該過程中是通過

做功

的方式來改變筒內(nèi)空氣的內(nèi)能，其能量轉(zhuǎn)化情況與圖

B

(選填“A”“B”“C”或“D”)所示汽油機沖程中的能量轉(zhuǎn)化情況一致；如圖丁，其能量轉(zhuǎn)化情況與圖

A

(選填“A”“B”“C”或“D”)所示汽油機沖程中的能量轉(zhuǎn)化情況一致.

做功BA規(guī)律小結(jié)：對四沖程汽油機工作過程及能量轉(zhuǎn)化的理解項目分析制作更為簡易和安全的外燃機，可采用燃燒燃料加熱水生產(chǎn)蒸汽(或直接加熱空氣)來做功.據(jù)此，思考并回答下面的問題：1.可選擇

酒精燈(合理即可)

來作為熱源，此時用來做功的工作物質(zhì)是

水蒸氣(或空氣)

.

2.如何將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能？(1)對于內(nèi)燃機，燃料直接在氣缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，推動活塞對外做功；制作簡易熱機模型的問題分析酒精燈(合理即可)水蒸氣(或空氣)(2)對于外燃機，燃料燃燒釋放熱量，加熱工作物質(zhì)(

化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)

能)，工作物質(zhì)推動活塞或其他機械部件(如扇葉)做功(

內(nèi)

能轉(zhuǎn)化為

機械

能).

化學(xué)內(nèi)內(nèi)機械項目實施1.準備材料：一個空易拉罐，適量的

水

，一支去掉筆芯和尾塞的中性筆，一臺小風扇，一個酒精燈，以及固定用的支架.

2.制作步驟：(1)向易拉罐內(nèi)部注入大約半罐水.思考為什么不加滿？

若加滿水，則筆筒無法導(dǎo)出水蒸氣，而且水沸騰時會溢出，造成危險

.

簡易熱機模型與交流水

若加滿水，則筆筒無法導(dǎo)出水蒸氣，而且水沸騰時會溢出，造成危險(2)將筆的

尖端

朝外，另一端插入易拉罐內(nèi)，用膠將罐的開口處密封.

思考如果不密封會導(dǎo)致什么后果？

水蒸氣從易拉罐開口泄露，熱機效率降低，甚至不足以使風扇轉(zhuǎn)動

.

(3)如圖所示，將易拉罐和小風扇分別固定在支架上，調(diào)整位置，令筆的尖端對準小風扇的扇葉.安裝時要注意

減小

(選填“增大”或“減小”)小風扇轉(zhuǎn)軸處的摩擦.

(4)點燃易拉罐下面的酒精燈，當有蒸汽噴出時，扇葉就轉(zhuǎn)動起來了.尖端

水蒸氣從易拉罐開口泄露，熱機效率降低，甚至不足以使風扇轉(zhuǎn)動減小3.反思與拓展(1)要用酒精燈的

外焰

加熱，密封用的膠需要有較好的

耐熱

性.

(2)查閱資料，對比市面上的內(nèi)燃機和歷史上的蒸汽機，發(fā)現(xiàn)所制作的熱機的效率明顯偏

低

(選填“高”或“低”)，為什么？

酒精燈加熱時散發(fā)到空氣中的熱量太多；沒有在密閉氣缸內(nèi)推動活塞或扇葉，大量水蒸氣直接逸散到空氣中，沒有起到提供足夠動力的作用(合理即可)

.

外焰耐熱低

酒精燈加熱時散發(fā)到空氣中的熱量太多；沒有在密閉氣缸內(nèi)推動活塞或扇葉，大量水蒸氣直接逸散到空氣中，沒有起到提供足夠動力的作用(合理即可)

(3)如何提高所制作的熱機的效率？①減小風扇轉(zhuǎn)動時的摩擦，可在轉(zhuǎn)軸處涂上

潤滑油

，有條件的還可以按裝小型滾輪軸承；

②讓筆筒尖端適當

靠近

(選填“靠近”或“遠離”)風扇的扇葉，或在周圍加裝擋板，限制水蒸氣的運動，使其更好地推動風扇旋轉(zhuǎn).

潤滑油靠近應(yīng)用小測1.如圖所示是學(xué)校小制作比賽中的作品——自制蒸汽機，燒瓶瓶口的橡皮塞上插著“ ”型噴管，噴管的最上端通過球形磁鐵吸到鐵架臺上，使燒瓶可以自由轉(zhuǎn)動.當加熱至水沸騰，水蒸氣從噴嘴噴出，燒瓶開始快速旋轉(zhuǎn).下列說法正確的是( C)A.水沸騰時溫度不斷升高B.燒瓶向水蒸氣噴出的方向轉(zhuǎn)動C.水蒸氣噴出時對噴管做功，內(nèi)能減少D.水蒸氣推動燒瓶轉(zhuǎn)動相當于內(nèi)燃機排氣沖程C2.如圖是小明用可樂瓶制作的水火箭：先在瓶里裝適量水，然后將帶有閥門的金屬管插入瓶塞，旋緊瓶塞后用打氣筒往瓶里打足氣，打開閥門后，水從尾部的金屬管向下噴出，水火箭向上飛向空中，水火箭加速上升時( D)A.瓶內(nèi)氣體溫度升高

B.能量的總量變大C.與內(nèi)燃機的壓縮沖程工作原理相似

D.其機械能由高壓氣體內(nèi)能轉(zhuǎn)化而來D3.世界上很多發(fā)明都是受到生活現(xiàn)象的啟發(fā)而萌生的創(chuàng)意，比如蒸汽機和汽油機.如圖所示，圖

乙

是汽油機的工作原理圖，圖

甲

是蒸汽機工作原理圖.

乙甲4.如圖所示是一款斯特林發(fā)動機模型，這是一種

外

(選填“內(nèi)”或“外”)燃機；酒精燈被點燃后加熱氣缸內(nèi)氣體，高溫氣體推動活塞對外做功，內(nèi)能

減小

(選填“增大”或“減小”)，溫度

降低

(選填“升高”或“降低”)，酒精燈繼續(xù)加熱氣缸內(nèi)氣體從而實現(xiàn)往復(fù)工作.

外減小降低5.九洲大道快速化改造時用到了挖掘機，其動力由柴油機提供.若完全燃燒2kg柴油能釋放

8.6×107

J的能量，油箱中剩余柴油熱值

不變

(選填“變大”“變小”或“不變”).該柴油機能量流向如題圖所示，則其效率為

36%

.(柴油的熱值為4.3×107J/kg)

8.6×107不變36%6.創(chuàng)新實踐小組的同學(xué)在校園科技節(jié)上展示了自制“汽輪機”的過程：①制作葉輪：在圓形軟木塞四周用小刀切幾個對稱的小縫，將鋁片插在小縫中，在葉輪中心用錐子鉆一個小孔，將鐵絲穿過小孔，使葉輪能在鐵絲上自由轉(zhuǎn)動，如圖甲所示.②組裝“汽輪機”：按照如圖乙所示組裝器材，注意調(diào)整葉輪的位置，使導(dǎo)管的管口正對著葉片.③給燒瓶中的水加熱直至沸騰，當大量的“白氣”從導(dǎo)管口噴出時可以看到葉輪轉(zhuǎn)動了起來.探究思考：(1)酒精燈燃燒，

化學(xué)

能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能.

(2)汽輪機工作時，水蒸氣對

葉輪

做功，又將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為

機械

能.

(3)水蒸氣對外做功后，內(nèi)能

減少

(選填“增加”或“減少”)，溫度

降低

(選填“升高”或“降低”)，發(fā)生

液化

(