Question

3．汽车上的内燃机工作时提供动力的是图丙所示的冲程．双能源（汽油和天然气）汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐，完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧4m³的天然气放出的热量相等．（已知汽油的热值为3.2×10⁷J/L、天然气的热值为7.2×10⁷J/m³）

Answer 1

分析 （1）在内燃机的四个冲程中，进气阀和排气阀均关闭的只有压缩冲程和做功冲程，而在压缩冲程中活塞向上运动，做功冲程中活塞向下运动；一个气阀打开，另一个气阀关闭的是吸气冲程和排气冲程，而在吸气冲程中活塞向下运动，排气冲程中活塞向上运动；
（2）知道汽油体积和热值，利用燃料完全燃烧放热公式求放出的热量，再根据燃料完全燃烧放热公式求需要完全燃烧的天然气的体积．

解答 解：（1）如图所示：
甲图中气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，机械能转化为内能；
乙图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；
丙图中两个气门都关闭，活塞向下运动，是做功冲程，内能转化为机械能；
丁图中一个气门关闭，一个气门打开，活塞向下运动，是吸气冲程；
在内燃机的四个冲程中，只有做功冲程对外提供动力，其他三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成；
（2）（2）9L汽油完全燃烧放出的热量：Q_放=vq_汽油=9L×3.2×10⁷J/L=2.88×10⁸J，
因为Q_放=Vq_天然气，
所以需要完全燃烧天然气的体积：
V=$\frac{{Q}_{放}}{{q}_{天然气}}$=$\frac{2.88×1{0}^{8}J}{7.2×1{0}^{7}J/kg}$=4m³．
故答案为：丙；4．

点评 此题主要考查了内燃机工作时的能量转化情况的了解，以及学生对燃料完全燃烧放热公式掌握和运用，属于常见题型．