Question

4．在如圖所示的四幅圖中，甲、乙是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖；丙、丁是四沖程汽油機(jī)關(guān)工作過程中的兩個(gè)沖程示意圖．與壓縮沖程原理相同的是乙圖所示的演示實(shí)驗(yàn)；丙圖是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．為了降低汽缸體溫度，汽缸外有一個(gè)水箱體，選用水做冷卻劑，主要是由于水的比熱容較大的緣故．一臺(tái)柴油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，則在1s內(nèi)，柴油機(jī)完成80個(gè)沖程；對(duì)外做功20次．

Answer 1

分析 （1）解決此題要知道內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，其中在做功沖程中，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；改變物體內(nèi)能的方式有熱傳遞和做功兩種，做功改變物體內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，具體來說是內(nèi)能和機(jī)械能的相互轉(zhuǎn)化，對(duì)物體做功，物體的內(nèi)能增加，溫度升高；物體對(duì)外做功，物體的內(nèi)能減少，溫度降低；
（2）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、防凍劑等；
（3）在四沖程內(nèi)燃機(jī)曲軸轉(zhuǎn)一圈，完成2個(gè)沖程，1個(gè)工作循環(huán)中包括4個(gè)沖程并對(duì)外做功1次．

解答 解：
（1）甲圖對(duì)試管中的水加熱，加快水的蒸發(fā)，使試管中水的內(nèi)能增大，體積膨脹，對(duì)外做功，使塞子飛出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能；
乙圖是用力將活塞壓下，活塞對(duì)空氣做功，空氣的內(nèi)能增大，溫度升高，達(dá)到了棉花的著火點(diǎn)，棉花就會(huì)燃燒．是通過對(duì)物體做功來增大物體內(nèi)能的，即是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程；
丙圖兩氣門都關(guān)閉，火花塞點(diǎn)火，活塞下行，汽缸容積變大，是做功沖程；做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
丁圖兩氣門都關(guān)閉，活塞上行，汽缸容積變小，是壓縮沖程；壓縮沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程．
因此壓縮沖程原理相同的是乙實(shí)驗(yàn)；
（2）汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)產(chǎn)生大量熱量，這些熱量如果不迅速轉(zhuǎn)移，就可能損害發(fā)動(dòng)機(jī)，因此利用水的比熱容大的特點(diǎn)把這些熱迅速吸收，使發(fā)動(dòng)機(jī)的溫度不致升得太高；
（3）若該柴油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min，飛輪轉(zhuǎn)速為40r/s；則該柴油機(jī)每秒完成80個(gè)沖程，每秒對(duì)外做功20次．
故答案為：乙；內(nèi)；機(jī)械；比熱容；80；20．

點(diǎn)評(píng) 此題是通過內(nèi)燃機(jī)的工作原理和課本中的實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證做功改變物體內(nèi)能的方法，是一道比較簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)題，掌握熱機(jī)的工作原理，學(xué)會(huì)變通．