Question

15．如图所示，先将少许易燃的硝化棉放入透明的有机玻璃筒内，用活塞将筒口密封住，然后将活塞迅速压下，当活塞压至接近底部时，发现硝化棉起火燃烧．
（1）实验中，根据硝化棉起火燃烧现象可知筒内空气的内能增加了．当活塞压下 时，筒内空气分子间的斥力增大（选填“增大”或“减小”）．
（2）该实验证明：用做功的方式能改变物体的内能．从能的转化角度分析，上述过程类似于四冲程内燃机工作时的压缩冲程．

Answer 1

分析 改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，而做功过程是能量的转化过程．
内燃机的四个冲程有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，在做功冲程中是将内能转化为机械能，在压缩冲程中是将机械能转化为内能．

解答 解：（1）将活塞迅速压下，当活塞压至接近底部时，发现硝化棉起火燃烧；硝化棉起火燃烧，说明筒内空气温度升高了、内能增大了；
当活塞压下时，空气分子间的距离减小，同时我们感觉到越往下压缩越费力，这是由于筒内空气分子间斥力增大的缘故．
（2）在下压活塞时，活塞压缩筒内空气做功，机械能转化为内能，筒内空气的内能增大，说明用做功的方式能改变物体的内能；
内燃机在压缩冲程中活塞向上运动，压缩气体对气体做功，将机械能转化为内能；
它们的能量转化情况相同，即上述过程类似于四冲程内燃机工作时的压缩冲程．
故答案为：（1）硝化棉起火燃烧；（2）增大；（3）做功；（4）压缩．

点评 此题是通过内燃机的工作原理和课本中的实验来验证做功改变物体内能的方法，是一道比较简单的实验题，掌握热机的工作原理，学会变通．