Question

13．如圖甲所示是一臺單缸四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖，由圖甲可以看出，此時它正處在做功沖程，其能量轉(zhuǎn)化情況與乙（選填“乙”或“丙”）圖相同．如果此汽油機(jī)每秒內(nèi)對外做功20次，則飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min．

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)的四個沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，判斷沖程名稱可用口訣：“先看氣門開關(guān)情，再看活塞上下行；開下吸氣開上排，關(guān)上壓縮關(guān)下功”進(jìn)行分析．
（2）改變物體內(nèi)能的方式有熱傳遞和做功兩種．做功改變物體內(nèi)能的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，具體來說是內(nèi)能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化．對物體做功，物體的內(nèi)能增加，溫度升高；物體對外做功，物體的內(nèi)能減少，溫度降低．
（3）四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈，完成2個沖程，1個工作循環(huán)中包括4個沖程并對外做功1次．

解答 解：（1）兩個氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動，因此是做功沖程；
（2）乙圖對試管中的水加熱，加快水的蒸發(fā)，使試管中水的內(nèi)能增大，體積膨脹，對外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能．
丙圖是用力將活塞壓下，活塞對空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點(diǎn)，棉花就會燃燒．是通過對物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程．
因此與做功沖程原理相同的是乙圖．
（3）汽油機(jī)每秒內(nèi)對外做功20次，完成了80個工作沖程，每分鐘做1200次功，飛輪轉(zhuǎn)2400圈，因此飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min．
故答案為：做功；乙；2400．

點(diǎn)評 此題是通過內(nèi)燃機(jī)的工作原理和課本中的實驗來驗證做功改變物體內(nèi)能的方法，是一道比較簡單的實驗題，掌握熱機(jī)的工作原理，學(xué)會變通．