免费下载！
[!--downpath--]热机定义
热机是把内能转化为机械能的机械，热机的种类有好多，比如蒸气机、喷气底盘、汽轮机、内燃机、火箭底盘等。
内燃机
燃料直接在底盘气缸内燃烧形成动力的热机，称作内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一种热机。内燃机分为柴油机和汽油机两大类，它们分别用柴油和汽油作为燃料。右图分别为四冲程柴油机的实物剖面图和结构示意图：
实物剖面图
结构示意图
汽油机的构造和柴油机相像，而且汽油机是通过压缩空气直接燃起汽油，因而汽油机底部没有化油器，而且汽油机底部有一个喷油嘴。
来看个视频了解一下缸体内部是怎样工作的：
冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，称作一个冲程
01
吸气冲程
特点
进气门打开
排气门关掉
活塞向上联通
空气与柴油的混和物从进气门步入
02
压缩冲程
特点
进气门关掉
排气门关掉
活塞向下联通
活塞压缩混和二氧化碳
机械能转为内能
03
做功冲程
特点
进气门关掉
排气门关掉
化油器打火
形成低温高压二氧化碳
促进活塞向上联通
内能转机械能
04
排气冲程
特点
进气门关掉
排气门打开
活塞向下联通
燃烧后的废水从排气门排出
总结四冲程柴油机的工作过程汽油机做功冲程视频，我们可以发觉：它的一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气4个冲程组成；一个工作循环中活塞往复2次汽油机做功冲程视频，凸轮转2周，对外做功1次。
柴油机在工作时只有做功冲程使机车获得动力，其它三个冲程均为辅助冲程，借助凸轮上飞轮的惯性来完成。
柴油机和汽油机的比较
【扩展】
“烧水”的六冲程底盘
普通的四冲程底盘把¾左右的能量都以热能的方式散失掉了，造成热机效率非常低。六冲程底盘则可以借助部分散失的热量制造蒸气回收部份浪费掉的能量，达到提升热机效率的目的。
在普通四冲程底盘的四个冲程以后，六冲程底盘在第五个冲程开始的时侯，会把水喷进炙热的汽缸里，水会马上弄成气温高达816度的水蒸汽，容积大幅膨胀1600倍，造成汽缸内的浮力大幅减小，带动活塞继续做功，最后再重复一次排气冲程，底盘把水蒸汽排放在一个冷却器，水蒸汽在那儿重新弄成液态水。这样在消耗燃油不变的情况下，每6个冲程中就出现了两个做功冲程，大大提升了热机效率。
依照估算，六冲程柴油底盘与传统的四冲程柴油底盘相比，热机效率可以提升40%，若果是六冲程汽油底盘，则能提高45%。
尽管六冲程底盘的理论优点是可以保证动力的同时进一步减少油耗，喷水部件成本也不高；但同时它的弊病也十分显著，第五、六冲程若果不润滑，汽缸的锈蚀、腐蚀会非常严重。所以这些底盘目前仅逗留在试验机阶段，还未真正投入到实际使用中。
练一练
1.车辆已然成为现代生活不可缺乏的一部份，车辆多数采用柴油机作为底盘，如图是四冲程柴油机的工作循环示意图，下述说法中错误的是（）
A.柴油机一个工作循环正确的次序是：丁丙甲乙
B.甲冲程中的能量转化是：机械能转化为内能
C.丙冲程中存在的能量转化是：物理能转化为内能
D.借助飞轮惯性完成的冲程是：甲、乙、丁冲程
2.关于内燃机，下述说法中正确的是（）
A.随着科技的发展一定可以研发出永动机
B.热机使用不会导致任何污染是一种环保机器
C.内燃机靠形成的低温、高压煤气推进活塞做功
D.柴油机和汽油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同
3.关于内燃机的下述说法中正确的是（）
A.柴油机底部有喷油嘴
B.在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为汽油和空气混和物的内能
C.进、排气门同时关掉的冲程是做功冲程和压缩冲程
D.汽油机在吸气冲程中吸入汽油和空气
4.在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能互相转化的是（）
A.吸气冲程和压缩冲程
B.压缩冲程和做功冲程
C.吸气冲程和做功冲程
D.压缩冲程和排气冲程
5.柴油机工作时将燃料燃烧时形成的能转化为能，一台双缸四冲程柴油机，飞轮怠速是4800r/min，该柴油机每秒对外做功次。
6.一台四冲程柴油机正常工作时凸轮和飞轮的怠速是2400r/min，它每秒完成个冲程，对外做功次。
7.小柯在科技馆见到许多奇思妙想和趣味实验。
奇思妙想——六冲程引擎。这些引擎在完成四冲程工作后，会把水注入气缸，使水顿时弄成水蒸汽，进而推动活塞运动，形成第五冲程，为车辆提供动力。第六冲程是让水蒸汽步入冷凝器，弄成可再度注入气缸的水。则第五冲程相当于图中四冲程柴油机的（填序号）。
8.科学家发明了一款双缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与双缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向气缸内喷水，水在低温气缸内迅速汽化成低温、高压水蒸汽，促使活塞再度做功，水蒸汽湿度（选填“升高”“降低”或“不变”），其内能（选填“增大”“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提升了热机的，为步入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是冲程。
参考答案
1.A2.C3.C4.B5.看法析6.看法析7.丙8.看法析
解析
1.
甲冲程，两气门都关掉，活塞向下运行，汽缸体积减少，是压缩冲程，将机械能转化为了内能，是第二冲程；
乙冲程，排气门打开，活塞向下运动，汽缸体积减少，是排气冲程，是第四冲程；
丙冲程，气门都关掉，节气门打火，活塞向上运行，汽缸体积减小，是做功冲程，将内能转化为了机械能是第三冲程；
丁冲程，进气门打开，活塞向上运行，汽缸体积减小，是吸气冲程，是第一冲程；
A、四个冲程的正确次序是丁甲丙乙，故A错误；
B、甲冲程中机械能转化为内能，故B正确；
C、丙冲程是做功冲程，此冲程燃料燃烧物理能转化为内能，内能促进活塞做功，内能转化为机械能，故C正确；
D、靠惯性完成的冲程是甲、乙、丁，故D正确。
2.
A、根据能量守恒定理可知，永动机是不可能制成的，故A错误；
B、热机燃烧的多是化石燃料，热机的大量使用，会带来更多的废水，污染环境，故B错误；
C、内燃机在压缩冲程结束时，火花形成电火花，使燃料剧烈燃烧，形成低温高压的煤气，促使活塞做功，故C正确；
D、柴油机和柴油机都属于内燃机，工作过程中，柴油机吸入的是空气和柴油的混和物，汽油机吸入的是空气，故D错误。
3.
A、汽油机的底部有化油器，汽油机的底部有喷油嘴，故A错误；
B、因为汽油机吸入汽缸的只有空气，在汽油机的压缩冲程中，机械能转化为空气的内能，故B错误；
C、四冲程柴油机在工作过程，进、排气门同时关掉的冲程是做功冲程和压缩冲程，故C正确；
D、柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的只有空气，故D错误。
4.
内燃机的四个冲程分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；压缩冲程中活塞向下运动，压缩二氧化碳，对二氧化碳做功，将机械能转化为内能；做功冲程中低温高压的煤气推进活塞向上运动，将内能转化为机械能；吸气和排气冲程不发生能量转化。
5.
柴油机工作时将燃料燃烧时形成的内能转化为机械能。
由题意可知，双缸四冲程柴油机的飞轮怠速是4800r/min，即每秒钟转80圈，完成160个冲程，做功40次。
6.
飞轮怠速是2400r/min，合40r/s，表示每秒钟飞轮转动40圈，由于一个工作循环完成四个冲程，活塞往复运动2次，连杆和飞轮转动2周，对外做功1次，所以，该柴油机每秒完成80个冲程，对外做功20次。
7.
甲图：进气门打开，排气门关掉，活塞向上运动，是吸气冲程。
乙图：进气门和排气门都关掉，活塞向下运动，是压缩冲程，机械能转化为内能。
丙图：进气门和排气门都关掉，活塞向上运动，是做功冲程，内能转化为机械能。
丁图：进气门关掉，排气门打开，活塞向下运动，是排气冲程。
由题知，第五冲程中，水注入气缸，气缸内的湿度是比较高的，水都会迅速气化为水蒸汽，水蒸汽推进活塞运动做功，内能转化为机械能，相当于四冲程柴油机的做功冲程，即与图丙相同。
8.
新型内燃机一个工作循环包括6个冲程，煤气对外做功2次。在第四冲程结束后，立刻向气缸内喷水，水在低温气缸内迅速汽化成低温、高压水蒸汽，容积膨胀，促使活塞再度做功，水蒸汽对外做功气温增加，内能减少；
燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，即释放的总能量不变，做功变多，增强了热机的效率；
为步入下一个工作循环，内燃机须要将汽缸内的水蒸汽排出，故这款内燃机的第六冲程是排气冲程。