Question

【题目】汽油机是热机的一种，如图甲所示是一台单缸四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在_______冲程，其能量转化情况与_________（选填“乙”或“丙”）图相同，如果此汽油机飞轮的转速为2400r/min，则每秒钟内对外做功_________次．若汽油机每分钟燃烧10g汽油，则10g汽油完全燃烧能放出___________J的热量．（已知汽油热值是4.6×107J/kg）

Answer 1

【答案】做功 乙 20 4.6×105

【解析】

改变物体内能的方式有热传递和做功两种．做功改变物体内能的实质是能量的转化，具体来说是内能和机械能的相互转化．对物体做功，物体的内能增加，温度升高；物体对外做功，物体的内能减少，温度降低．四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次．已知热值，根据Q＝qm计算出汽油燃烧放出的热量．

观察图甲可知，两个气门都关闭，活塞向下运动，因此是做功冲程；在热机的做功冲程中，高温高压燃气的内能转化为活塞的机械能；乙图对试管中的水加热，加快水的蒸发，使试管中水的内能增大，体积膨胀，对外做功，使塞子飞出去，内能转化为塞子的机械能。丙图是用力将活塞压下，活塞对空气做功，空气的内能增大，温度升高，达到了棉花的着火点，棉花就会燃烧。是通过对物体做功来增大物体内能的，即是将机械能转化为内能的过程。因此与做功冲程原理相同的是乙实验。汽油机的转速为2400r/min，说明1s内汽油机曲轴的转动次数为40.一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s内曲轴转动40次，对外做功20次。10g汽油完全燃烧释放出的热量：Q＝qm＝10×103kg×4.6×107J/kg＝4.6×105J，