Question

19．老師用如圖1所示實(shí)驗(yàn)裝置，加熱試管使水沸騰，發(fā)現(xiàn)試管上方的小風(fēng)車，開始不停地轉(zhuǎn)動(dòng)；由此引出以下問題，請利用所學(xué)的知識(shí)回答．

（1）圖1實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化方式與圖2中汽油機(jī)的哪個(gè)沖程相同？丁
（2）若某四沖程汽油機(jī)的功率為36千瓦，做功沖程每次對外做功800焦耳，則在1秒鐘內(nèi)該汽油機(jī)能完成180個(gè)沖程，此汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速為4800轉(zhuǎn)/分．
（3）如圖3所示的是等質(zhì)量兩種液體吸收的熱量與溫度變化情況的圖象．根據(jù)圖中提供的信息判斷，這兩種液體中，選擇乙液體作為汽車?yán)鋮s液效果會(huì)更好．

Answer 1

分析 （1）瓶內(nèi)熱水蒸發(fā)產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣膨脹對瓶塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，壓縮沖程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
（2）知道某四沖程汽油機(jī)的功率，可得每秒做功大小，知道每次做功大小，可求每秒做功次數(shù)．而四沖程內(nèi)燃機(jī)1個(gè)工作循環(huán)中包括4個(gè)沖程、對外做功1次、曲軸（飛輪）轉(zhuǎn)2圈，據(jù)此求轉(zhuǎn)速；
（3）根據(jù)吸收熱量的公式Q=cm△t，質(zhì)量相等的甲、乙液體，吸收相同的熱量，比熱容大的，溫度升高的少，就更適合做冷卻液．

解答 解：
（1）由圖1知，加熱試管使水沸騰，水蒸氣推動(dòng)小風(fēng)車做功，使之不停地轉(zhuǎn)動(dòng)；這一過程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．
圖2中：
甲、兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
乙、一個(gè)氣門關(guān)閉，一個(gè)氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，屬排氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化；
丙、一個(gè)氣門關(guān)閉，一個(gè)氣門打開，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是吸氣沖程，沒有能量轉(zhuǎn)化；
丁、兩個(gè)氣門都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；
可見，圖1實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化方式與圖2中汽油機(jī)的丁沖程相同；
（2）某四沖程汽油機(jī)的功率P=36kW=36000W，每秒做功36000J，
每秒做功次數(shù)n=$\frac{36000J}{800J}$=45次，則每秒完成45個(gè)循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)90轉(zhuǎn)，有45×4=180個(gè)沖程；
1min轉(zhuǎn)90×60=4800R，故該汽油機(jī)工作時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)速為4800R/min．
（3）根據(jù)比熱容的概念可知，比熱容大的物體每升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的熱量就大，根據(jù)圖象判斷甲、乙液體，每升高1℃，哪一個(gè)需要吸收的熱量多，吸收熱量多的比熱容就大；可以看出乙比熱容大；
根據(jù)Q=cm△t，吸收相同的熱量，比熱容大的，溫度升高的就小，就更適合做冷卻液．故乙做冷卻液更好．
故答案為：（1）�。唬�2）180；4800；（3）乙．

點(diǎn)評(píng) 本題從一小實(shí)驗(yàn)入手，考查了四沖程汽油機(jī)的能量轉(zhuǎn)化特點(diǎn)、水的比熱容大的應(yīng)用，注重了物理知識(shí)與生活的聯(lián)系，應(yīng)重點(diǎn)掌握．