Question

11．一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5kg的柴油转化成的机械能是8.6×10⁷J．（q_柴油=4.3×10⁷J/kg） 
水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），它的物理意义是1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×10³J；
酒精的热值为3.0×10⁷J/kg，完全燃烧10g酒精放出的热量为3.0×10⁵J．
跟毛皮摩擦过的橡胶棒带负电．这是因为在摩擦过程中橡胶棒得到电子．（选填“得到”或“失去”）

Answer 1

分析 （1）单缸四冲程柴油机一个工作循环四个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次；
（2）利用Q_放=mq计算燃料燃烧放出的热量，再利用效率公式求转化为的机械能；
（3）根据比热容的概念进行解答，即单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量叫做这种物质的比热容；
（4）知道酒精的质量和酒精的热值，利用燃料完全燃烧放出的热量公式Q_放=mq求酒精完全燃烧放出的热量；
（5）自然界中只存在两种电荷，用丝绸摩擦过的玻璃棒带的电荷叫正电荷，毛皮摩擦过的橡胶棒带的电荷叫负电荷；摩擦起电实质是电荷的转移，得到电子带负电，失去电子带正电．

解答 解：（1）已知飞轮转速为3600r/min，即60r/s，
因一个工作循环活塞往复2次，曲轴转动2周，做功1次，
所以该柴油机1s对外做功30次；
（2）柴油完全燃烧放出的热量：
Q_放=mq=5kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁸J，
其转化的机械能为：
W=2.15×10⁸J×40%=8.6×10⁷J；
（3）水的比热容为4.2×10³J/（kg•℃），它的物理含义是1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×10³J；
（4）完全燃烧酒精的质量：
m′=10g=10^-2kg，
酒精完全燃烧放出的热量：
Q_放′=m′q′=10^-2kg×3.0×10⁷J/kg=3.0×10⁵J．
（5）用毛皮摩擦过的橡胶棒因为得到电子带负电荷．
故答案为：30；8.6×10⁷；1kg水温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量为4.2×10³J；3.0×10⁵；负；得到．

点评 本题综合考查了热机做功次数的计算、燃料释放热量的计算、效率公式的应用、比热容的意义、正负电荷的规定和物体带电的实质等，涉及到的知识点较多，但都是基础知识．