Question

3．如圖甲所示，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團干燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃燒．此過程中活塞對筒內(nèi)氣體做功，氣體的內(nèi)能增加，這與四沖程汽油機的壓縮沖程的能量轉(zhuǎn)化相同；如乙圖所示的是汽油機的做功沖程，若飛輪的轉(zhuǎn)速為2400r/min，在1s內(nèi)，汽油機做功20次．

Answer 1

分析 （1）改變內(nèi)能的方法有：做功和熱傳遞；當對物體做功，物體的內(nèi)能將增大，溫度升高；內(nèi)燃機有四個沖程，在壓縮沖程中，活塞壓縮空氣做功，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；
（2）汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程，分別是吸氣、做功、壓縮和排氣；根據(jù)氣門的關(guān)閉情況和活塞的運行方向判斷什么沖程；
（3）汽油機的一個工作循環(huán)由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程四個沖程組成．在一個工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)2圈，飛輪轉(zhuǎn)2周，做功一次．

解答 解：
（1）在空氣壓縮引火儀玻璃筒的底部放一小團干燥的棉花，用力將活塞迅速向下壓，棉花燃燒起來；說明壓縮筒內(nèi)空氣做功，使空氣的內(nèi)能增加；壓火儀實驗中，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，與內(nèi)燃機的壓縮沖程相似；
（2）從圖中可以看出，氣門都關(guān)閉、火花塞點火和活塞向下移動的特點，可以判斷這個沖程是做功沖程；
（3）四沖程汽油機的飛輪轉(zhuǎn)速為2400r/min=40r/s，則該飛輪每秒鐘轉(zhuǎn)40圈，因為一個工作循環(huán)飛輪轉(zhuǎn)2圈，完成4個沖程，做功1次，所以1s內(nèi)，飛輪轉(zhuǎn)30圈，共20個工作循環(huán)，共80個沖程，共做功20次．
故答案為：增加；壓縮；做功；20．

點評 根據(jù)改變物體內(nèi)能的方法以及內(nèi)燃機的工作過程和原理（能量的轉(zhuǎn)化）；知道在一個工作循環(huán)中曲軸轉(zhuǎn)2圈，飛輪轉(zhuǎn)2周，做功一次可解答此題．