Question

18．汽车行驶在水平地面上，若汽油机飞轮的转速为20r/s，则在1min内汽油机完成600个工作循环．若汽车行驶过程中消耗汽油2kg，则这些汽油完全燃烧能放出9.2×10⁷J的热量．在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过做功的方式增加物体内能的，但转化得到的内能不可能再转化为机械能，这是因为能量的转化具有方向性．（汽油的热值为4.6×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，活塞往复1次，1个工作循环中包括4个冲程并对外做功1次．
（2）知道汽油的质量和热值，利用Q_放=mq求汽油完全燃烧产生的热量．
（3）改变内能的方法：一是做功，对物体做功（克服摩擦做功、压缩气体做功），物体内能会增加；物体对外做功，物体内能会减少；二是热传递．
（4）能量转化和转移是有方向性的，并且能量在转化或转移的过程中总量保持不变．

解答 解：汽油机飞轮的转速为20r/s，则在1min内转动的圈数是1200转，因为四冲程内燃机曲轴转一圈，完成2个冲程，所以此时共完成2400个冲程，由于1个工作循环中包括4个冲程，所以完成600个工作循环；
2kg汽油完全燃烧产生的热量：
Q_放=mq=2kg×4.6×l0⁷J/kg=9.2×l0⁷J．
刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能；
电灯发光、汽车制动过程中产生的内能散失在空气中，无法自动转化为电能或机械能，这些现象均说明能量的转化是具有方向性的．如内能是从高温物体转移向低温物体的；植物生长的过程中，总是按照生根、开花、结果这样的方向进行的，而不可能相反．
故答案为：600；  9.2×10⁷；做功；方向；

点评 此题以常见的汽车为载体综合考查了能量的转化和能量的方向性、物体内能的改变、燃料的热值和有关热机的计算，考查非常全面，要求学生熟练掌握所学知识．