Question

【題目】如圖，用酒精燈對試管加熱，水溫升高，是通過 的方式改變水的內(nèi)能．一段時間后瓶塞被水蒸氣沖出去，其能量轉(zhuǎn)化與熱機(jī)工作中的 沖程能量轉(zhuǎn)化相同．一臺單缸四沖程柴油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，該柴油機(jī)活塞1s對外做功 次．若其效率為40%，消耗5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是 J．（q柴油=4.3×107J/kg）

Answer 1

【答案】熱傳遞；做功；30；8.6×107

【解析】

試題分析：（1）做功和熱傳遞都可以改變物體的內(nèi)能，當(dāng)物體對外做功時，物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；

熱機(jī)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(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；

（2）一個工作循環(huán)包括四個沖程，飛輪轉(zhuǎn)兩周，對外做功一次；

（3）利用Q=mq計算燃料燃燒放出的熱量，然后根據(jù)η=進(jìn)行計算．

解：

（1）用酒精燈加熱試管中的水，這是通過熱傳遞的方式改變水的內(nèi)能；

圖中的塞子被試管內(nèi)的水蒸氣推出過程是水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子機(jī)械能的過程，與熱機(jī)的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化相同．

（2）此柴油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為3600r/min，所以飛輪每秒轉(zhuǎn)60r，因?yàn)轱w輪每轉(zhuǎn)一周完成2個沖程，所以在1s內(nèi)，柴油機(jī)完成120個沖程；因?yàn)轱w輪每轉(zhuǎn)兩周對外做功一次，所以在1s內(nèi)，對外做功次數(shù)n==30次；

（3）柴油燃燒放出的熱量：Q放=mq柴油=5kg×4.3×107J/kg=2.15×108J，

由η=可得，轉(zhuǎn)化的機(jī)械能為：

W=Q放η=2.15×108J×40%=8.6×107J．

故答案為：熱傳遞；做功；30；8.6×107．