Question

11．汽车四冲程内燃机的一个工作循环中，利用内能做功的是做功冲程，该汽车在某一段时间里用掉了1kg柴油，这些柴油完全燃烧时，放出的热量是4.2×10⁷J，如果这些热量全部被水吸收，在一标准大气压下，能让125kg 20℃的水沸腾．（q_柴油=4.2×10⁷J/kg；C_水=4.2×10³J/（kg•℃））

Answer 1

分析 （1）热机是将内能转化为机械能的机器，它的一个工作循环包括四个冲程：吸气、压缩、做功、排气冲程，其中压缩冲程是将机械能转化为内能；做功冲程是将内能转化为机械能；
（2）已知柴油的热值和质量，根据Q_放=mq求出完全燃烧放出的热量；
（3）在一标准大气压下水的沸点为100℃，根据题意可知，Q_吸=Q_放，利用Q_吸=cm（t-t₀）求出可加热水的质量．

解答 解：
（1）在内燃机的四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为内能，做功冲程是将内能转化为机械能；
（2）完全燃烧1kg柴油放出的热量：
Q_放=mq=1kg×4.2×10⁷J/kg=4.2×10⁷J；
（3）在一标准大气压下水的沸点为100℃，
根据Q_吸=Q_放=4.2×10⁷J，
所以可加热水的质量：
m_水=$\frac{{Q}_{吸}}{c（t-{t}_{0}）}$=$\frac{4.2×1{0}^{7}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×（100℃-20℃）}$=125kg．
故答案为：做功；4.2×10⁷；125．

点评 本题考查了内燃机的做功冲程的能量转化，燃料热值和燃料完全燃烧放热公式、吸热公式的掌握与运用，要注意在一标准大气压下水的沸点为100℃．