Question

9．一台单缸四冲程汽油机如图所示时是汽油机的做功 冲程，活塞下降时，燃气内能减小（选填“减少”或“增加”）．为了降低汽缸的温度，汽缸外有一个水箱，用水来包围汽缸，是因为水的比热容较大． 某汽车发动机的功率为6×10⁴W，在240s内消耗燃油1.5kg（假设燃油完全燃烧），汽车发动机的效率是24%．（燃油的热值q=4×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）当汽油机火花塞正在喷出电火花时是做功冲程，这是做功冲程的特点；
（2）改变物体内能的方法：一是做功，对物体做功，物体的内能增加，物体对外做功，物体的内能增加；二是热传递；
（3）在自然界中水的比热容最大，这也是我们选用水作为作取暖或冷却物体的物质的根本原因；
（4）根据公式W=Pt可求汽车行驶过程所做的功，根据燃油的热值和燃烧燃油的质量求出燃油完全燃烧放出热量，二者之比就等于汽车发动机的效率．

解答 解：
（1）图中火花塞正在喷出电火花，所以是内燃机的做功冲程；
（2）汽油机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀对活塞做功，气体的内能减小，转化为机械能；
（3）选择用水作为冷却剂，源于水的比热容最大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高相同的温度时，水吸收的热量最多，故用水冷却效果最好；
（4）汽车行驶过程所做的功：W=Pt=6×10⁴W×240s=1.44×10⁷J，
消耗的燃油的质量为：m=1.5kg，
燃油完全燃烧放出热量：Q=qm=4×10⁷J/kg×1.5kg=6×10⁷J，
汽车发动机的效率是：η=$\frac{W}{Q}$=$\frac{1.44×1{0}^{7}J}{6×1{0}^{7}J}$×100%=24%．
故答案为：做功；减小；比热容；24%．

点评 （1）记住汽油机四个冲程的特征：吸气冲程只有进气门（左）打开；排气冲程只有排气门（右）打开；压缩和做功冲程门都不打开，做功冲程气缸里有个火花．
（2）记住四个冲程的能量转化：压缩冲程：机械能转化成内能；做功冲程：内能转化为机械能．
（3）水是自然界中比热最大的物质，常用来冷却、传热、调节气温等．