Question

20．如圖所示是一臺單缸四沖程汽油機的做功沖程，若飛輪（曲軸）轉速為2400r/min．那么，每秒鐘燃氣推動活塞做功的次數為20次．完全燃燒0.1kg的汽油，放出的熱量為4.62×10⁶J．如果這些熱量被質量為100kg初溫為20℃的水完全吸收，可以使水的溫度升高11℃（C_水=4.2×10³J/㎏℃，q_汽油=4.62×10⁷J/㎏）．

Answer 1

分析 （1）根據氣門的關閉和活塞的運行情況判斷是哪一個沖程，在內燃機的做功沖程中能量轉化是內能轉化為機械能、壓縮沖程中能量轉化是機械能轉化為內能；
（2）單缸四沖程汽油機曲軸轉一圈，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；
（3）知道汽油的質量和熱值，利用燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq求放出的熱量；
（4）由Q_放=Q_吸=cm△t，得到△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$后計算水升高的溫度．

解答 解：
圖中，兩個氣閥關閉，火花塞噴出電火花，活塞向下運動，是做功沖程；
飛輪轉速是2400r/min=40r/s，因一個工作循環(huán)有4個沖程，飛輪轉2圈，做功一次，所以汽油機1s可以完成80個沖程，做功的次數：n=$\frac{1}{2}$×40=20（次）；
完全燃燒0.1kg汽油放出的熱量：
Q_放=m_煤油q=0.1kg×4.62×10⁷J/kg=4.62×10⁶J；
根據Q_吸=cm△t=Q_放可知，
水溫度升高值：
△t=$\frac{{Q}_{吸}}{cm}$=$\frac{4.62×1{0}^{6}J}{4.2×1{0}^{3}J/（kg•℃）×100kg}$=11℃．
故答案為：做功；20；4.62×10⁶；11．

點評 解決此題要結合內燃機的四個沖程工作特點進行分析解答，記住相關的數據大小，會根據轉速進行相關計算；本題同時考查了學生對公式Q_放=mq和Q_吸=cm△t的了解與掌握，計算時注意升高了（△t）、升高到（末溫）和升高（△t）的區(qū)別．