Question

4．如图所示的四冲程汽油机工作示意图中，汽油机正在进行的是做功冲程．若该汽油机的效率是20%，已知汽油的热值为4.6×10⁷J/kg，则完全燃烧100g汽油放出的热量可以转化为9.2×10⁵ J的有用功．在设计制造时，汽缸外有一个“水套”，利用水吸热降低汽缸温度，这是利用了水的比热容大的性质．

Answer 1

分析 （1）根据图中气门的开关情况和活塞的运动方向判断出是哪一个冲程；
（2）根据Q=mq求出汽油完全燃烧放出的热量；再根据效率的计算公式可以求出该汽油机对外做的有用功；
（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．

解答 解：（1）根据图示可知，两个气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运动，气缸容积增大，因此是做功冲程；
（2）汽油完全燃烧放出的热量：Q=mq=0.1kg×4.6×10⁷J/kg=4.6×10⁶J；
因为η=$\frac{{Q}_{有效}}{{Q}_{完全}}$，
所以该汽油机对外做的有用功W_有用=ηQ_完全=20%×4.6×10⁶J=9.2×10⁵J．
（3）用水作为冷却剂，源于水的比热容大，即相同质量的水和其他的液体相比较时，若都是升高1℃时，水能吸收的热量最多，故用水冷却效果最好．
故答案为：做功；9.2×10⁵；比热容．

点评 该题考查了冲程的判断、热机效率的计算和比热容最大的应用，是一道综合题．