Question

16．現(xiàn)代生活越來(lái)越離不開(kāi)熱機(jī)，因此全面了解和認(rèn)清熱機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程對(duì)我們的生活至關(guān)重要，請(qǐng)你完成下面圍繞“熱機(jī)”展開(kāi)的一些問(wèn)題：
（1）如圖所示是熱機(jī)完成一個(gè)工作循環(huán)及相應(yīng)主要能量轉(zhuǎn)化情況的流程圖1，請(qǐng)你補(bǔ)充完整．

（2）如圖2所示，在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，水蒸氣把橡皮塞沖出的過(guò)程中是內(nèi) 能轉(zhuǎn)化為機(jī)械 能，圖中情景可用來(lái)演示四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的做功 沖程．
（3）單杠四沖程汽油機(jī)工作時(shí)，有些沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來(lái)完成，只有一個(gè)沖程不用靠飛輪的慣性來(lái)完成，這個(gè)沖程是做功 沖程．
（4）我們發(fā)現(xiàn)熱機(jī)工作時(shí)，一般要在氣缸的外面安裝一個(gè)水箱用來(lái)降低氣缸的溫度，是利用水比熱容大 的特性，這是采用熱傳遞 的方式來(lái)減小氣缸的內(nèi)能．
（5）在某熱機(jī)的工作過(guò)程中，它的能量損失所占的百分比是：廢氣內(nèi)能35%，散熱損失30%，機(jī)械損失10%，則該熱機(jī)的效率是25%．當(dāng)燃料在某熱機(jī)內(nèi)燃燒不充分時(shí)會(huì)冒“黑煙”，這時(shí)熱機(jī)的效率降低（填”升高“、”不變“或”降低“），這是因?yàn)槿剂先紵�不充分，用�?lái)做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低．

Answer 1

分析 （1）內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程及能量轉(zhuǎn)化情況；四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；
壓縮沖程活塞壓縮燃料混合物做功，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞對(duì)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）木塞沖出過(guò)程也是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子機(jī)械能的過(guò)程，水蒸氣的內(nèi)能會(huì)減小，溫度降低；在內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（3）內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程：在一個(gè)工作循環(huán)中有四個(gè)沖程，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，只有在做功沖程中使機(jī)車獲得動(dòng)力，其它三個(gè)沖程均為輔助沖程，依靠慣性完成．
（4）發(fā)生熱傳遞的條件是物體之間有溫度差，熱量會(huì)從高溫物體傳向低溫物體．比熱容是表示物體吸熱或放熱本領(lǐng)的物理量．
（5）根據(jù)熱機(jī)效率的概念，結(jié)合內(nèi)燃機(jī)能流圖來(lái)計(jì)算熱機(jī)的效率；熱機(jī)的效率是指用來(lái)做有用功的能量占燃料完全燃料放出的總能量的百分比，據(jù)此結(jié)合現(xiàn)象可分析對(duì)效率的影響．

解答 解：（1）內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程是吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；做功沖程高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞對(duì)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）當(dāng)加熱試管到一定程度時(shí)，水蒸氣的內(nèi)能足夠大會(huì)將塞子沖出，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；此過(guò)程的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，與內(nèi)燃機(jī)的做功沖程類似；
（3）在內(nèi)燃機(jī)的做功沖程中，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能，而吸氣沖程、壓縮沖程、排氣沖程都是靠飛輪的慣性完成的；
（4）氣缸外面被水包圍，這樣汽缸和水之間就有溫度差，通過(guò)熱傳遞的方式使熱量從高溫的汽缸傳向低溫的水，汽缸內(nèi)能就會(huì)減��；因?yàn)樗�的比熱容相�?duì)較大，所以在質(zhì)量相同的情況下可以吸收更多的熱量；
（5）熱機(jī)的效率是用來(lái)做有用功的能量與燃料完全燃燒產(chǎn)生的能量之比．所以η=1-35%-30%-10%=25%；汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，冒“黑煙”說(shuō)明燃料燃燒不充分，用來(lái)做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低．
故答案為：（1）做功；機(jī)械能；
（2）內(nèi)；機(jī)械；做功；
（3）做功；
（4）比熱容大；熱傳遞；
（5）25%；降低；燃料燃燒不充分，用來(lái)做有用功的能量占燃料完全燃燒放出的總能量的比值就小，所以效率降低．

點(diǎn)評(píng) 此題綜合考查了熱機(jī)的四個(gè)沖程及能量轉(zhuǎn)化形式、水的比熱容大特點(diǎn)的應(yīng)用、熱機(jī)效率的計(jì)算等知識(shí)，涉及知識(shí)點(diǎn)較多，考查比較全面，要熟練掌握．