Question

2．下列流程圖是用來說明單缸四沖程柴油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉化情況．請對圖中①②③④的進行正確補充：

①壓縮沖程  ②機械能轉化為內能  ③做功沖程  ④內能轉化為機械能一臺單缸四沖程柴油機，飛輪轉速為3600轉/分，該柴油機活塞1s對外做功30次．若其效率為40%，消耗5g的柴油轉化成的機械能是8.6×10⁴J．（q_柴油=4、3×10⁷J/kg）

Answer 1

分析 （1）熱機的四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程．壓縮沖程中機械能轉化為內能；做功沖程中內能轉化為機械能．
（2）內燃機的工作原理：一個工作循環(huán)活塞往復2次，曲軸轉動2周，做功1次；
利用Q=mq計算燃料燃燒放出的熱量．

解答 解：（1）熱機的四個沖程，吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程．
壓縮沖程中，活塞上升壓縮氣缸內的氣體，使氣體內能增大，即機械能轉化為內能；
做功沖程中，高溫高壓的燃氣推動活塞向下運動，內能轉化為機械能．
（2）已知飛輪轉速為3600轉/分即：60轉/秒，一個工作循環(huán)活塞往復2次，曲軸轉動2周，做功1次，60轉/秒即做功30次；
柴油燃燒放出的熱量：
Q_放=mq=0.005kg×4.3×10⁷J/kg=2.15×10⁵J，
由η=$\frac{W}{{Q}_{放}}$可得，轉化的機械能為：
W=Q_放η=2.15×10⁵J×40%=8.6×10⁴J．
故答案為：機械能轉化為內能；做功沖程；30；8.6×10⁴．

點評 本題考查內燃機的四個沖程特點、沖程中的能量轉化和四沖程中做功次數與飛輪轉數之間的關系．關鍵要搞清一個工作循環(huán)包括四個沖程，飛輪轉兩周，對外做功一次．