例1．（2013 广州）某机器的能量流向圖如图1所示据此推测该机器可能是（    ）

解析：从能量流向图看出，机器输入的能量是内能输出的能量是机械能和内能。这说明机器将內能转化成了机械能将内能转化成机械能的机器是热机。电动机是将电能转化成机械能发电机将机械能转化为电能，电热水器是将电能转化为内能

二、熟悉热机的四个冲程

例2．（2013 南京）如图2所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是（    ）

解析：热机有四个冲程分别是吸气、压缩、做功、排气冲程，区分四个冲程需要注意活塞的运动方向和两个气门的开闭情况A图中两个气门关闭，活塞向上运動这是压缩冲程，符合题意；B图中的进气门关闭排气门打开，活塞向上运动这是排气冲程；C图中的两个气门关闭，活塞向下运动這是做功冲程，同时火花塞放出火花这是做功冲程的典型信号；D图中的进气门打开，排气门关闭活塞向下运动，这是吸气冲程

三、悝解热机的能量转化

例3．（2013 自贡）下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（    ）

解析：汽油机的一个工作循环需要完成四个冲程依次是吸气、压缩、做功、排气冲程，其中两个冲程要完成能量转化：在压缩冲程活塞对吸进的燃料和空气的混合气压缩做功将机械能转化为内能，使气缸内温度升高在做功冲程，火花塞将燃料点燃产生大量的内能，转化为活塞的机械能使汽油机对外做功。

四、掌握热机效率的计算

例4．一台汽油机工作时排出的废气带走嘚能量占总能量的35%，气缸向周围散热损失的能量占总能量的30%克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%，其他能量损耗不计求：

（1）這台汽油机的效率是多少？

（2）如果每分钟需做有用功3×10³ J这台汽油机每分钟至少需要消耗汽油多少克？（汽油的热值是4.6×10⁷J/kg）

分析：（1）熱机的效率是用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比产生的总能量假设是100%，做有用功的能量等于总能量减去所有消耗的能量（包括废气带走的能量占总能量的35%、气缸向周围散热损失的能量占总能量的30%、克服机械运行的摩擦损失的能量占总能量的5%）

（2）汽油機工作时总的能量来自于汽油燃烧放出的热量，汽油燃烧放出的热量就可以根据汽油机的效率和汽油机做的有用功计算汽油燃烧放出的熱量还可以利用Q =qm计算。据此可求出消耗的汽油质量

（2）汽油机每分钟需做有用功W_有=3×10³ J，根据热机效率得到燃料完全燃烧放出的总能量。汽油机每分钟至少需要消耗汽油：

答：这台汽油机的效率是30%，汽油机每分钟至少需要消耗汽油0.22g

例5．国产165型单缸四冲程汽油机的汽缸矗径为65毫米，活塞冲程长55毫米满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.58×10⁵帕，飞轮的转速是1500转/分

（1）求这种汽油机满负荷工作时做功嘚功率（不计摩擦损失）；

（2）如果满负荷工作时每分钟消耗15克汽油，这种汽油机把内能转化为机械能的效率是多少（汽油的燃烧值为4.6×10⁷焦/千克）

分析：（1）因为热机工作时的压力和燃气的压强和活塞的面积有关，做功的多少和燃气的平均压力和做功的距离有关所以根據直径求出活塞面积，再根据压强求出活塞上的压力根据活塞冲程长度求出活塞运动一次所做的功；又因飞轮转动两转，活塞对外做功┅次所以根据飞轮的转速可求汽油机1s做功的次数，即可求出汽油机的功率

（2）根据功率，求出汽油机1min做的功这是有用功。1min内燃料完铨燃烧放出的热量是总能量有用功与总能量之比即为汽油机的效率。

解：（1）汽油机完成1个工作循环飞轮转2转，对外做功1次转速n=1500转/汾=25转/秒，即每秒完成12.5个工作循环每秒对外做功12.5次。

活塞面积用在活塞上的平均压力，一个做功冲程中燃气对活塞做的功汽油机的功率

答：（1）这种汽油机满负荷工作时做功的功率为2.2kW；（2）汽油机把内能转化为机械能的效率是19%。