Question

4．一台单缸四冲程柴油机，四冲程分别为吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气 冲程，其中压缩是将活塞的机械能转化为气体内能，做功冲程是将内能转化为机械能，飞轮转速为3600转/分，该柴油机在1s钟活塞对外做功30次．若其效率为40%，消耗5kg的柴油转化成的机械能是8.6×10⁷J．（q_柴油=4.3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成；同时要了解各个冲程的能量转化情况；
（2）在四冲程内燃机的一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈；
（3）利用Q=mq计算燃料燃烧放出的热量，结合热机效率求出转化的机械能．

解答 解：（1）一台单缸四冲程柴油机，四冲程分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程；
压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，所以将机械能转化为内能；
做功冲程高温高压的燃气对活塞做功，将内能转化为机械能；
（2）一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为3600r/min，说明1min飞轮转3600r；
则每秒钟，飞轮转$\frac{3600r}{60}$=60r，完成$\frac{60}{2}$=30个工作循环，做功30次；
（3）柴油燃烧放出的热量：Q=mq=5kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁸J，
根据η=$\frac{W}{Q}$可得其转化的机械能为：
W=Qη=2.15×10⁸J×40%=8.6×10⁷J；
故答案为：吸气；压缩；做功；排气；机械；内；内；机械；30；8.6×10⁷．

点评 此题主要考查学生对于内燃机的四个冲程工作特点、燃料放热和热机效率的理解和掌握，易出错；要记住相关的数据大小，会根据转速进行相关计算．