Question

3．隨著生活水平的提高，汽車已經(jīng)進(jìn)入百姓家庭，它給我們的生活提供了便利，促進(jìn)了社會(huì)的發(fā)展．汽車應(yīng)用了許多物理知識(shí)，請(qǐng)你解答：
（1）汽油機(jī)是汽車的“心臟”，其中壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）當(dāng)汽油在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃燒不充分時(shí)會(huì)冒“黑煙”，這時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的效率將降低（升高/不變/降低）；
（3）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在工作時(shí)：發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度會(huì)升得很高，通常在發(fā)動(dòng)機(jī)外裝有水套，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水作為冷卻劑的主要原因是水的比熱容大；
（4）汽車在爬坡時(shí)，駕駛員的操作總是加大油門同時(shí)將變速器換為低檔．加大油門是使發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)揮最大的功率，換為低檔是為了減慢車速．那么，在爬坡時(shí)減慢車速的目的是增大牽引力．
（5）某臺(tái)汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1s內(nèi)，汽油機(jī)完成20個(gè)工作循環(huán)．對(duì)外做功20次．

Answer 1

分析 （1）本題應(yīng)掌握汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；在做功沖程中，是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在壓縮沖程中是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）熱機(jī)的效率是指用來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；
（3）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)相比較，變化相同的溫度，水吸收或放出的熱量更多；
（4）當(dāng)油門調(diào)到最大時(shí)，功率達(dá)最大此時(shí)功率無法再增加，由P=FV可分析減少車速的原因；
（5）汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個(gè)沖程組成．在一個(gè)工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)2圈，飛輪轉(zhuǎn)2周，做功一次．

解答 解：（1）汽油機(jī)的四個(gè)沖程為：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程；在做功沖程中，是內(nèi)燃機(jī)的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，在壓縮沖程中是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）冒“黑煙”說明燃燒不充分，用來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．
（3）水的比熱容較大，相同質(zhì)量的水和其它物質(zhì)相比較，變化相同的溫度，水吸收或放出的熱量更多，因此，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水循環(huán)使其冷卻．
（4）爬坡時(shí)需要發(fā)動(dòng)機(jī)有很大的牽引力，而單靠增大功率無法達(dá)到必要的牽引力，而由P=FV得：要想使F增大，只能減小速度．當(dāng)功率為最大時(shí)，速度最小時(shí)牽引力最大；
故減小速度可以增大發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引力；而不是為了保證安全；而油量取決于油門的大小，故也無法省油；機(jī)械效率取決于損耗能量的多少，而減小速度不會(huì)減小能量的損耗；
（5）四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min，則該飛輪每秒鐘轉(zhuǎn)40圈．因?yàn)橐粋�(gè)工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成四個(gè)工作沖程，做功1次，所以飛輪轉(zhuǎn)40圈，共20個(gè)工作循環(huán)，對(duì)外做功20次．
故答案為：（1）壓縮；（2）降低；（3）水的比熱容大；（4）增大牽引力；（5）20；20．

點(diǎn)評(píng) 此題考查了內(nèi)燃機(jī)的相關(guān)知識(shí)，既有能量轉(zhuǎn)化的判斷，又有相關(guān)計(jì)算，是一道典型的綜合題題目．