Question

7．（1）汽油機(jī)是汽車的“心臟”，汽油燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，完全燃燒0.5kg的汽油能夠獲得2.3×10⁷J的能量（汽油的熱值為4.6×10⁷J/kg）；熱機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，請你判斷圖1中表示的是排氣沖程；通過熱機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的叫做功沖程．熱機(jī)工作時(shí)用水而不用其他液體來做冷卻劑，這是因?yàn)樗�的比熱容較大．

（2）氣缸外面有水套，汽車行駛時(shí)水的溫度會升高，水的內(nèi)能會增大（選填“增大”、“減少”或“不變”） 這是利用熱傳遞方式改變水的內(nèi)能的．
（3）小明同學(xué)閱讀了某牌號汽車發(fā)動機(jī)的說明書后，將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖2所示的圖表，請根據(jù)給出的信息，計(jì)算該內(nèi)燃機(jī)的效率為30%．

Answer 1

分析 （1）燃料燃燒，將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
燃料完全燃燒放出的熱量用公式Q=qm計(jì)算；
根據(jù)氣門的狀態(tài)、活塞運(yùn)行的情況判斷是什么沖程；在做功沖程中，能量轉(zhuǎn)化是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
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(shí)，吸收的熱量多；吸收或放出相同的熱量時(shí)，溫度變化較小，因此常用來做冷卻劑、取暖劑等．
（2）改變內(nèi)能的方式有做功和熱傳遞，熱傳遞是能量的轉(zhuǎn)移過程，做功是能量的轉(zhuǎn)化過程，兩種方式是等效的．
（3）由能流圖得出轉(zhuǎn)化為有用功的能量占總能量的比值，得出內(nèi)燃機(jī)的效率．

解答 解：
（1）汽油機(jī)是汽車的“心臟”，汽油燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
0.5kg汽油完全燃燒要放出的熱量：Q=qm=4.6×10⁷J/kg×0.5kg=2.3×10⁷J；
根據(jù)圖1可知，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞上行，汽缸容積變小，因此該沖程為排氣沖程；
在做功沖程中，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
因?yàn)樗�的比熱容大，溫度升高的慢，可以用水來降低汽缸體的溫度．
（2）汽缸外有一個(gè)水套，讓汽缸被水包圍著，水從汽缸吸收熱量，內(nèi)能增加，使汽缸的溫度降低，這是通過熱傳遞的方式改變汽缸的內(nèi)能；
（3）由圖可知，有用功的能量：100%-33%-30%-7%=30%，所以熱機(jī)的效率為η=30%；
故答案為：（1）化學(xué)；2.3×10⁷；排氣；做功；水的比熱容較大；（2）增大；熱傳遞；（3）30%．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對燃料的熱值、汽油機(jī)的沖程及做功情況，改變內(nèi)能的方式，內(nèi)燃機(jī)能流圖、效率公式的了解與掌握，是一道綜合性題目．