Question

2．下列流程图是用来说明单缸四冲程柴油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．请对图中①②③④的进行正确补充：

①压缩冲程  ②机械能转化为内能  ③做功冲程  ④内能转化为机械能一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功30次．若其效率为40%，消耗5g的柴油转化成的机械能是8.6×10⁴J．（q_柴油=4、3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能．
（2）内燃机的工作原理：一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次；
利用Q=mq计算燃料燃烧放出的热量．

解答 解：（1）热机的四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．
压缩冲程中，活塞上升压缩气缸内的气体，使气体内能增大，即机械能转化为内能；
做功冲程中，高温高压的燃气推动活塞向下运动，内能转化为机械能．
（2）已知飞轮转速为3600转/分即：60转/秒，一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，60转/秒即做功30次；
柴油燃烧放出的热量：
Q_放=mq=0.005kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁵J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，转化的机械能为：
W=Q_放η=2.15×10⁵J×40%=8.6×10⁴J．
故答案为：机械能转化为内能；做功冲程；30；8.6×10⁴．

点评 本题考查内燃机的四个冲程特点、冲程中的能量转化和四冲程中做功次数与飞轮转数之间的关系．关键要搞清一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次．