Question

4．在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個演示實驗示意圖；丙、丁是四沖程汽油機關(guān)工作過程中的兩個沖程示意圖．與壓縮沖程原理相同的是乙圖所示的演示實驗；丙圖是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．為了降低汽缸體溫度，汽缸外有一個水箱體，選用水做冷卻劑，主要是由于水的比熱容較大的緣故．一臺柴油機飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，則在1s內(nèi)，柴油機完成80個沖程；對外做功20次．

Answer 1

分析 （1）解決此題要知道內(nèi)燃機的四個沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，其中在做功沖程中，是內(nèi)燃機的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，在壓縮沖程中是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；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；
（2）水的比熱容較大，質(zhì)量相同的水和其它液體相比較，升高相同的溫度時，吸收的熱量多；吸收或放出相同的熱量時，溫度變化較小，因此常用來做冷卻劑、取暖劑、防凍劑等；
（3）在四沖程內(nèi)燃機曲軸轉(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）甲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)化為塞子的機械能；
乙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，達到了棉花的著火點，棉花就會燃燒．是通過對物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；
丙圖兩氣門都關(guān)閉，火花塞點火，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程；做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；
丁圖兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程；壓縮沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程．
因此壓縮沖程原理相同的是乙實驗；
（2）汽車發(fā)動機工作時產(chǎn)生大量熱量，這些熱量如果不迅速轉(zhuǎn)移，就可能損害發(fā)動機，因此利用水的比熱容大的特點把這些熱迅速吸收，使發(fā)動機的溫度不致升得太高；
（3）若該柴油機飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min，飛輪轉(zhuǎn)速為40r/s；則該柴油機每秒完成80個沖程，每秒對外做功20次．
故答案為：乙；內(nèi)；機械；比熱容；80；20．

點評 此題是通過內(nèi)燃機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，掌握熱機的工作原理，學(xué)會變通．